板坯库天车作业指导系统设计及应用

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1、板坯库天车作业指导系统设计及应用天车（又称桥式起重机）是搬运大型物资不可缺少的设备，在冶金、建筑、化工、汽车、港口物流等行业应用广泛,主要用于物料的起重、运输、装卸、安装等作业。天车作业机械化程度高，起重负荷量大，劳动强度低，而且可以在恶劣的条件下工作。传统的人工指挥天车作业的方式通常具有以下缺点：天车吊运作业时需要地面人员指挥，人身安全不易得到保障；定位精度较低，操作出错率较高；库区查找物料困难；生产管理的数据不能与库区物料信息数据同步。所以，传统的人工指挥天车作业不仅存在安全隐患，而且会降低物料搬运的效率。本文研究的天车作业指导系统，建立

2、在企业生产管理执行系统的基础上，实现了地面无需天车作业指挥人员以及物料信息的实时跟踪，特别适合于作业环境恶劣、出入库作业频繁、物流作业实时管理的大型仓库。下面以某板坯库为例进行介绍。板坯库概况板坯库作为钢铁企业生产过程的中间环节，既是炼钢工序的成品库，又是后续热轧工序的原料库，因此，板坯库的物流管理状况对于协调炼钢能力和轧钢能力、保持整个生产过程的均衡，起着至关重要的缓冲作用。板坯库工作环境恶劣，室内温度髙达5（rc以上，日出入库物料多达3万吨，品种规格繁多，因此需要实时掌握板坯库的物流状况，保证各工序正常生产。某板坯库的平面布局如图1所示，

3、板坯库长130米，宽120米，分为4跨，每个跨划分为两列，每列划分为28个垛位，每个垛位上最多可以放置12块板坯。库内配置有4台天车，每跨一台。库区内横亘两条板坯运输棍道，下面的槻道为入库辛昆道，接收来自炼钢生产工序的连铸坯。上面的棍道为出库棍道，与入炉辘道相连，向热轧工序提供合格连铸坯。板坯库存在三种主要物流作业，即入库作业、出库作业和倒垛作业。板坯入库作业：板坯库管理人员根据入库板坯信息和板坯库库存情况，选择入库板坯存放垛位；运输辐道将入库板坯运输到目标跨；天车将入库板坯从入库运输辐道吊放到目标垛位。板坯出库作业：板坯库管理人员根据出库板

4、坯放置信息和出库计划（轧制计划），向有关天车下达板坯出库指令；天车根据出库指令将出库板坯从目标垛位吊放到出库运输棍道上。在出库作业过程中，四跨的天车必须相互配合，防止板坯出库顺序产生错误。板坯倒垛作业：由于存在板坯出库顺序与板坯放置顺序不一致的情况，或者要出库的板坯上面还有其他未出库的板坯(障碍板坯)，因此存在倒垛作业，即将障碍板坯从一个垛位吊放到同跨的另一个垛位上。在进行板坯倒垛作业时，板坯库管理人员根据出库板坯放置信息和出库计划，选择板坯倒垛的目标垛位；然后天车将板坯从原垛位吊放到目标垛位。天车作业指导系统的设计天车作业指导系统的实施要求

5、天车具备定位设备和通信设备。目前比较常用的天车定位设备有激光定位设备和格雷母线定位设备，通信设备有广谱无线电波通信和红外线激光数据传送系统。图2为使用激光定位和广谱无线电波通信方式的天车作业指导系统。在此系统中，主机为生产管理执行系统(MES)的终端，与热轧厂的以太网相连，进行板坯库的物流作业管理。天车工作站是一个工业计算机系统(IPC),安装在天车操作舱内,天车作业指导系统就安装在该工作站。IPC有若干个RS232接口，通过连接箱与定位装置连接。定位装置为激光定位设备，可以实现天车x方向和Y方向的定位。广谱无线电通信系统的基站安装在板坯库区

6、一侧，连入热轧厂的以太网中，向板坯库区发射半球形信号，可以覆盖整个库区，将主机的天车作业指令传输到相关的天车工作站。天车作业指导系统包括库区数字化模块、作业指导模块、查询模块、通信管理模块和系统管理模块。将物理库区转化为逻辑库区，对垛位和库内运输设备进行坐标化管理。主要功能包括：垛位数字化管理（增加、修改、删除）和运输设备数字化管理（增加、修改、删除）。对天车的入库、出库和倒垛作业进行指导，并在天车操作人员发生错误操作时进行报警。如果将天车的运行控制器（PLC）与该模块相连，可以实现天车作业自动化。主要功能包括：作业指令显示、作业指导（入库、

7、出库、倒垛）和作业实绩反馈。主要功能包括：作业指令查询、作业实绩查询和有关统计查询。天车作业指导系统与相关的系统采用TCP/IP通信协议。为保障天车工作站与主机的正常通信，需要设置正确的天车工作站IP地址和端口号等。天车工作站提供串口与激光定位装置相连，需要调整计算机的串口参数来接受激光定位装置传送的数据。包括一些系统参数的修改、不同权限的设置、文件备份、日志查询等附属功能。结合板坯库的主要物流作业，设计出天车作业指导的主要流程，参见图3。在此以1号跨内的天车作业为例，介绍天车作业指导系统的应用情况。天车作业指导系统的界面为指令显示区域、位置

8、显示区域、通信状态区域以及按钮区。通过点击上方的按钮可以将指令显示区切换为显示入库指令、出库指令或倒垛指令。为了配合天车从辐道上吊取板坯或放下板坯，天车司机可以通过