板坯庫天車作業(yè)指導系統(tǒng)的設計與應用

1、板坯庫天車作業(yè)指導系統(tǒng)的設計與應用關于板坯庫天車作業(yè)指導系統(tǒng)的設計與應用，是我們特意 為大家整理的，希望對大家有所幫助。天車（又稱橋式起重機）是搬運大型物資不可缺少的設備，在冶金、建筑、化工、汽車、港口物流等行業(yè)應用廣泛，主要用 于物料的起重、運輸、裝卸、安裝等作業(yè)。天車作業(yè)機械化程度 高,起重負荷量大，勞動強度低，而且可以在惡劣的條件下工作。 下載論文網(wǎng)/2/view-548304.htm傳統(tǒng)的人工指揮天車作業(yè)的方式通常具有以下缺點：天車吊 運作業(yè)時需要地面人員指揮，人身安全不易得到保障；定位精度 較低，操作出錯率較高；庫區(qū)查找物料困難；生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)不 能與庫區(qū)物料信息數(shù)據(jù)同步。所以，傳統(tǒng)

2、的人工指揮天車作業(yè)不 僅存在安全隱患，而且會降低物料搬運的效率。本文研究的天車作業(yè)指導系統(tǒng)，建立在企業(yè)生產(chǎn)管理執(zhí)行系 統(tǒng)的基礎上， 實現(xiàn)了地面無需天車作業(yè)指揮人員以及物料信息的 實時跟蹤，特別適合于作業(yè)環(huán)境惡劣、出入庫作業(yè)頻繁、物流作業(yè)實時管理的大型倉庫。下面以某板坯庫為例進行介紹。板坯庫概況板坯庫作為鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程的屮間環(huán)節(jié)，既是煉鋼工序的 成品庫，又是后續(xù)熱軋工序的原料庫，因此，板坯庫的物流管理 狀況對于協(xié)調(diào)煉鋼能力和軋鋼能力、保持整個生產(chǎn)過程的均衡, 起著至關重要的緩沖作用。板坯庫工作環(huán)境惡劣，室內(nèi)溫度高達50C以上，日出入庫物料多達3萬噸，品種規(guī)格繁多，因此需要 實時掌握板坯庫的物流

3、狀況，保證各工序正常生產(chǎn)。某板坯庫的平面布局如圖1所示，板坯庫長130米，寬120米，分為4跨，每個跨劃分為兩列，每列劃分為28個垛位，每 個垛位上最多可以放置12塊板坯。庫內(nèi)配置有4臺天車，每跨 一臺。庫區(qū)內(nèi)橫亙兩條板坯運輸車昆道，下面的輪道為入庫鶴道, 接收來自煉鋼生產(chǎn)工序的連鑄坯。上面的輕道為岀庫轆道，與入 爐轆道相連，向熱軋工序提供合格連鑄坯。板坯庫存在三種主要物流作業(yè)，即入庫作業(yè)、出庫作業(yè)和倒 垛作業(yè)。板坯入庫作業(yè)：板坯庫管理人員根據(jù)入庫板坯信息和板坯庫 庫存情況，選擇入庫板坯存放垛位；運輸輪道將入庫板坯運輸?shù)?目標跨；天車將入庫板坯從入庫運輸輪道吊放到目標垛位。板坯出庫作業(yè)：板坯庫

4、管理人員根據(jù)出庫板坯放置信息和出 庫計劃（軋制計劃），向有關天車下達板坯出庫指令；天車根據(jù)出 庫指令將出庫板坯從目標垛位吊放到出庫運輸輪道上。在出庫作 業(yè)過程中，四跨的天車必須相互配合，防止板坯出庫順序產(chǎn)生錯 誤。板坯倒垛作業(yè)：由于存在板坯出庫順序與板坯放置順序不一 致的情況，或者要出庫的板坯上面還有其他未出庫的板坯（障礙 板坯），因此存在倒垛作業(yè)，即將障礙板坯從一個垛位吊放到同 跨的另一個垛位上。在進行板坯倒垛作業(yè)時，板坯庫管理人員根 據(jù)出庫板坯放置信息和出庫計劃，選擇板坯倒垛的目標垛位；然 后天車將板坯從原垛位吊放到目標垛位。天車作業(yè)指導系統(tǒng)的設計天車作業(yè)指導系統(tǒng)的實施要求天車具備定位設備

5、和通信設 備。目前比較常用的天車定位設備有激光定位設備和格雷母線定 位設備，通信設備有廣譜無線電波通信和紅外線激光數(shù)據(jù)傳送系 統(tǒng)。圖2為使用激光定位和廣譜無線電波通信方式的天車作業(yè)指 導系統(tǒng)。在此系統(tǒng)屮，主機為生產(chǎn)管理執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的終端，與熱 軋廠的以太網(wǎng)相連，進行板坯庫的物流作業(yè)管理。天車工作站是 一個工業(yè)計算機系統(tǒng)（IPC）,安裝在天車操作艙內(nèi)，天車作業(yè)指導 系統(tǒng)就安裝在該工作站。IPC有若干個RS232接口，通過連接箱 與定位裝置連接。 定位裝置為激光定位設備， 可以實現(xiàn)天車x方 向和Y方向的定位。廣譜無線電通信系統(tǒng)的基站安裝在板坯庫區(qū) 一側(cè)，連入熱軋廠的以太網(wǎng)中，向板坯庫區(qū)發(fā)射半

6、球形信號，可 以覆蓋整個庫區(qū)，將主機的天車作業(yè)指令傳輸?shù)较嚓P的天車工作 站。天車作業(yè)指導系統(tǒng)包括庫區(qū)數(shù)字化模塊、作業(yè)指導模塊、查 詢模塊、通信管理模塊和系統(tǒng)管理模塊。將物理庫區(qū)轉(zhuǎn)化為邏輯庫區(qū)，對垛位和庫內(nèi)運輸設備進行坐 標化管理。主要功能包括：垛位數(shù)字化管理（增加、修改、刪除） 和運輸設備數(shù)字化管理（增加、修改、刪除）。對天車的入庫、出庫和倒垛作業(yè)進行指導，并在天車操作人 員發(fā)生錯誤操作時進行報警。如果將天車的運行控制器（PLC）與該 模塊相連，可以實現(xiàn)天車作業(yè)自動化。主要功能包括：作業(yè)指令 顯示、作業(yè)指導（入庫、出庫、倒垛）和作業(yè)實績反饋。主要功能包括：作業(yè)指令查詢、作業(yè)實績查詢和有關統(tǒng)計查

7、 詢。天車作業(yè)指導系統(tǒng)與相關的系統(tǒng)采用TCP / IP通信協(xié)議。為 保障天車工作站與主機的正常通信，需要設置正確的天車工作站IP地址和端口號等。天車工作站提供串口與激光定位裝置相連, 需要調(diào)整計算機的串口參數(shù)來接受激光定位裝置傳送的數(shù)據(jù)。包括一些系統(tǒng)參數(shù)的修改、不同權限的設置、文件備份、日 志查詢等附屬功能。結合板坯庫的主要物流作業(yè)，設計出天車作業(yè)指導的主要流 程，參見圖3。在此以1號跨內(nèi)的天車作業(yè)為例， 介紹天車作業(yè)指導系統(tǒng)的 應用情況。天車作業(yè)指導系統(tǒng)的界面為指令顯示區(qū)域、位置顯示 區(qū)域、通信狀態(tài)區(qū)域以及按鈕區(qū)。通過點擊上方的按鈕可以將指 令顯示區(qū)切換為顯示入庫指令、出庫指令或倒垛指令。為

8、了配合 天車從轆道上吊取板坯或放下板坯，天車司機可以通過點擊“輻 道封鎖/解鎖按鈕來向主機做相應請求。此外，天車司機還可 以點擊軋制計劃按鈕來查看主機發(fā)過來的軋制計劃(出庫計劃)。 如果天車司機點擊無指令按鈕時，那么他將不能選擇任何指令, 但仍可以自行移動天車進行作業(yè)，以便天車進行臨時的無指令作 業(yè)。設置按鈕可以對系統(tǒng)進行參數(shù)設置。最后的庫位圖按鈕可以 將系統(tǒng)加載的庫位文件以圖形的形式表達岀來，供天車司機參考。下面以天車司機執(zhí)行主機發(fā)送的一條搬運指令為例進行說 明。此時天車的坐標為(18.56, 22.36),天車司機選擇指令顯示區(qū) 域內(nèi)一條可執(zhí)行的指令后，點擊“執(zhí)行按鈕(隨后標題變?yōu)椤叭?消),前往2C3位置(1950, -520)(cm)吊取N1231號部件,這時 位置顯示區(qū)域的某個箭頭變綠來指示天車應該前進的方向；到達2C3位置后，點擊吊起（隨后標題變?yōu)榉畔拢?，天車下鉤吊取N1231號板坯，然后又前往201垛位。到達201號垛位后點擊放 下按鈕，將部件放下，這樣天車就完成了一條搬運指令的執(zhí)行。天車作業(yè)指導系統(tǒng)每執(zhí)行一個動作（吊起/放下/取消等）， 都將動作結果以電文的形式反饋給主機，這樣管理執(zhí)行系統(tǒng)內(nèi)的 板坯位置數(shù)據(jù)等能夠與實際物流保持-致。鋼鐵企業(yè)板坯庫在應用天車作業(yè)指導系統(tǒng)后，無需地