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1、板坯庫橋式起重機指導系統設計與應用作業指導書編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編 制： 審 核: 批 準： 發 布： 二XX年X月天車(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、港口物流等行業應用廣泛，主要用于物料的起重、運輸、裝卸、安裝等作業。天車作業機械化程度高，起重負荷量大，勞動強度低，而且可以在惡劣的條件下工作。 傳統的人工指揮天車作業的方式通常具有以下缺點：天車吊運作業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；庫區查找物料困難；生產管理的數據不能與庫區物料信息數據同步。所以，傳統的人工指揮天2、車作業不僅存在安全隱患，而且會降低物料搬運的效率。本文研究的天車作業指導系統，建立在企業生產管理執行系統的基礎上，實現了地面無需天車作業指揮人員以及物料信息的實時跟蹤，特別適合于作業環境惡劣、出入庫作業頻繁、物流作業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生產過程的中間環節，既是煉鋼工序的成品庫，又是后續熱軋工序的原料庫，因此，板坯庫的物流管理狀況對于協調煉鋼能力和軋鋼能力、保持整個生產過程的均衡，起著至關重要的緩沖作用。板坯庫工作環境惡劣，室內溫度高達50以上，日出入庫物料多達3萬噸，品種規格繁多，因此需要實時掌握板坯庫的物流狀況，保證各工序正常生產。某板3、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。庫內配置有4臺天車，每跨一臺。庫區內橫亙兩條板坯運輸輥道，下面的輥道為入庫輥道，接收來自煉鋼生產工序的連鑄坯。上面的輥道為出庫輥道，與入爐輥道相連，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，即入庫作業、出庫作業和倒垛作業。板坯入庫作業：板坯庫管理人員根據入庫板坯信息和板坯庫庫存情況，選擇入庫板坯存放垛位；運輸輥道將入庫板坯運輸到目標跨；天車將入庫板坯從入庫運輸輥道吊放到目標垛位。板坯出庫作業：板坯庫管理人員根據出庫板坯放置信息和出庫計劃(軋制計4、劃)，向有關天車下達板坯出庫指令；天車根據出庫指令將出庫板坯從目標垛位吊放到出庫運輸輥道上。在出庫作業過程中，四跨的天車必須相互配合，防止板坯出庫順序產生錯誤。板坯倒垛作業：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，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時，板坯庫管理人員根據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。天車作業指導系統的設計天車作業指導系統的實施要求天車具備定位設備和通信設備。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5、位設備，通信設備有廣譜無線電波通信和紅外線激光數據傳送系統。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指導系統。在此系統中，主機為生產管理執行系統(MES)的終端，與熱軋廠的以太網相連，進行板坯庫的物流作業管理。天車工作站是一個工業計算機系統(IPC)，安裝在天車操作艙內，天車作業指導系統就安裝在該工作站。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，可以實現天車x方向和Y方向的定位。廣譜無線電通信系統的基站安裝在板坯庫區一側，連入熱軋廠的以太網中，向板坯庫區發射半球形信號，可以覆蓋整個庫區，將主機的天車作業指令傳輸到相關的天車工作站。天車作業指導系統6、包括庫區數字化模塊、作業指導模塊、查詢模塊、通信管理模塊和系統管理模塊。將物理庫區轉化為邏輯庫區，對垛位和庫內運輸設備進行坐標化管理。主要功能包括：垛位數字化管理(增加、修改、刪除)和運輸設備數字化管理(增加、修改、刪除)。對天車的入庫、出庫和倒垛作業進行指導，并在天車操作人員發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，可以實現天車作業自動化。主要功能包括：作業指令顯示、作業指導(入庫、出庫、倒垛)和作業實績反饋。主要功能包括：作業指令查詢、作業實績查詢和有關統計查詢。天車作業指導系統與相關的系統采用TCPIP通信協議。為保障天車工作站與主機的正常通信，需要設置正確的7、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，需要調整計算機的串口參數來接受激光定位裝置傳送的數據。包括一些系統參數的修改、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，設計出天車作業指導的主要流程，參見圖3。在此以1號跨內的天車作業為例，介紹天車作業指導系統的應用情況。天車作業指導系統的界面為指令顯示區域、位置顯示區域、通信狀態區域以及按鈕區。通過點擊上方的按鈕可以將指令顯示區切換為顯示入庫指令、出庫指令或倒垛指令。為了配合天車從輥道上吊取板坯或放下板坯，天車司機可以通過點擊“輥道封鎖解鎖”按鈕來向主機做相應請求。此外，天車司機還可以點擊“軋制8、計劃”按鈕來查看主機發過來的軋制計劃(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，以便天車進行臨時的無指令作業。設置按鈕可以對系統進行參數設置。最后的庫位圖按鈕可以將系統加載的庫位文件以圖形的形式表達出來，供天車司機參考。下面以天車司機執行主機發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域內一條可執行的指令后，點擊“執行”按鈕(隨后標題變為“取消”)，前往2C3位置(1950，-520)(cm)吊取N1231號部件，這時位置顯示區域的某個箭頭變綠來指示天車應該前進的方向；到達2C3位9、置后，點擊吊起(隨后標題變為“放下”)，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行。天車作業指導系統每執行一個動作(吊起放下取消等)，都將動作結果以電文的形式反饋給主機，這樣管理執行系統內的板坯位置數據等能夠與實際物流保持一致。鋼鐵企業板坯庫在應用天車作業指導系統后，無需地面管理人員的指揮，大幅提高了作業效率，縮短了作業時間，減輕工作人員工作量，大量減少管理人員；同時也可為企業降低庫存，縮短生產周期。由于天車作業指導系統的應用實現了倉庫物料管理信息的實時化，因此可以進一步提高企業生產管理信息化程度，有助于企業的生產信息化步入一個新階段。