CN103771106B - 一种车间级物料输送小车控制系统及操控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车间级物料输送小车控制系统及操控方法，适用于车间物料输送的控制，实现车间级物料小车与车间各个生产单元之间进行信息交互。包括小车控制箱、管控平台和无线通信模块，管控平台通过安装在其控制柜上的无线接入端与物料小车之间进行无线通信；管控平台与各个生产单元之间通过光纤环网连接，与各个生产单元进行信息交互，并与制造执行管理系统进行数据交换和处理；在物料小车上安装有无线通信模块、小车控制箱和车载显示屏。步骤包括启动物料小车，建立通信；生产单元与管控平台交互，向物料小车发送物料信息；物料小车行驶；完成成品入库任务，发出接收成功提示音；在车载显示屏同步实时显示物料信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种车间级物料输送小车控制系统及操控方法，适用于车间物料输送的控制，实现车间级物料小车与车间各个生产单元之间进行信息交互。
背景技术
申请人单位为适应物联网技术的发展，筹建了物联网示范工程项目—智能工厂，建成集生产、教学、技术研发、成果孵化、培训和社会服务等功能于一体的基地。
智能工厂由若干个生产单元构成，每个生产单元加工不同的生产产品，都存在从立库中领取毛坯或成品入库问题。采用AGV小车（无人搬运车）可以实现线路上的货物输送，但发货点和目标点都需要人工配合装料和卸料；而采用普通小车在车间送货随意性大，存在不能按需送货和货物送错、拿错以及漏拿等问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种车间级物料输送小车控制系统及操控方法，实现了车间级物料小车与车间各个生产单元之间进行信息交互，提高物料小车的利用效率、缩短物料小车的调度时间并大大减少货物送错的概率。
车间级物料输送小车控制系统及操控方法是采取以下技术方案实现的：车间级物料输送小车控制系统包括小车控制箱、管控平台和无线通信模块，管控平台通过安装在其控制柜上的无线接入端与物料小车之间进行无线通信；管控平台与各个生产单元之间通过光纤环网连接，不仅能够与各个生产单元进行信息交互而且能够与制造执行管理系统（MES系统）进行数据交换与处理。
在物料小车上安装有无线通信模块（即无线客户端）、小车控制箱和车载显示屏，小车控制箱安装在物料小车车身里，小车控制箱内设有PLC控制器和输入/输出模块，所述的PLC控制器与安装在小车上的无线通信模块通信，以便处理无线通信信息；所述的车载显示屏采用人机界面HMI，实现了人与车之间的对话功能；物料小车通过无线客户端和管控平台之间进行无线联系，进行数据交互和共享，无线客户端接收到来自管控平台的信息，通过物料小车PLC处理后，将所述信息显示在车载显示屏上，并发出不同的语音提示信息，小车作业人员依据车载显示屏上的导航信息操作物料小车。
所述无线通信模块采用市售的无线通信模块，采用无线以太网方式进行通信。
所述车载显示屏显示通讯情况、接口数据、车载数据、报警查询和维护界面，操作人员通过车载显示屏的显示界面能够确认物料小车与各个生产单元通讯是否正常，以判断物料小车能否正常接收管控平台信息；通过所述显示界面能进行历史和实时数据查询；进行系统维护。
车间级物料输送小车控制系统的操控方法，包括如下步骤：
1）打开物料小车启动开关，物料小车在行走时将脚下踏板踩住，以便解除制动；通过无线客户端接收到来自管控平台的信息，然后显示在车载显示屏上，此时通信建立；
2）生产单元将缺料、成品入库信息以及立体仓库出货、入库信息全部与管控平台进行交互，由管控平台对物料信息进行分析处理后，通过无线网络向物料小车发送接收到的物料信息；
3）物料小车最终成功接收到来自各个生产单元的物料信息后开始行驶；在物料小车行驶中，在车载显示屏上显示当前货物信息、开往地点或呼叫单元信息，操作人员根据所述提示操作物料小车前面操作台上的前进/后退杆、方向盘完成物料小车的进、退以及转弯功能；
4）物料小车行驶中路过的生产单元如有成品入库任务，车载显示屏有语音提示及画面提示，操作人员根据物料小车装载情况处理此任务；
5）当物料及其相关信息成功转移到物料小车上时，车载蜂鸣器将发出接收成功提示音；并在车载显示屏上将同步实时显示物料信息。
在上述步骤中，物料小车在运行中遇有问题，按下操作台上的急停按钮，从而切断系统电源。
在步骤4）中上下料时，通过操作物料小车前面操作台上的升降杆调整载货台的高低、方便与出货辊道或入库辊道对接。
步骤6）中所述物料信息包含筐号、物料名称、物料代码和当前去向等等。
本发明一种车间级物料输送小车控制系统及操控方法对现有物料小车进行改造，采用人工驾驶、系统导引的方法，既保证物料小车在厂房内行驶时不会产生废气污染，且噪音小，解决了上、下料问题，又能通过简单的操作实现货物与管控平台进行信息核对、确认和对接，很好地解决了目前车间物流输送存在的基本问题、降低了系统对运输人员的要求、便于统一调度。
具体优点如下：
1）管控平台作为无线接入点即AP站点，其无线信号覆盖整个智能工厂生产车间，使得小车能够车间内无缝漫游、数据交互，节约调度响应时间和人力成本。
2）由于配有声光及画面提示，小车操作人员可根据提示信息，驶向当前小车要到达的目的地去执行装货、卸货任务。
3）系统带有防错功能
当小车上运载的货物与生产单元请求货物批号不一致时，毛坯辊道线上的停止器关闭不放行，货物不能进入生产单元。
4）该小车操作简单方便、提示画面直观清晰，对操作人员几乎无专业技术要求、操作门槛低。
5）系统集成简单、扩展性好
可根据车间建设情况、扩展无线物料小车的物料运输单元和路径。
6）由于物料小车在通过无线网络与整个车间的控制网络集成，管理人员可远程监控小车当前运输货物信息。
附图说明
图不能用照片，界面因为不保护，所以语言描述即可，不用画图
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明车间级物料输送小车控制系统网络结构示意图；
图2是本发明车间级物料输送小车信息传送结构示意图。
具体实施方式
车间级物料输送小车控制系统包括小车控制箱、管控平台和无线通信模块，管控平台通过安装在其控制柜上的无线接入端与物料小车之间进行无线通信；管控平台与各个生产单元之间通过光纤环网连接，不仅能够与各个生产单元进行信息交互而且能够与制造执行管理系统（MES系统）进行数据交换与处理。
在物料小车上安装有无线通信模块（即无线客户端）、小车控制箱和车载显示屏，小车控制箱安装在物料小车车身里，小车控制箱内设有PLC控制器和输入/输出模块，所述的PLC控制器与安装在小车上的无线通信模块通信，以便处理无线通信信息；所述的车载显示屏采用人机界面HMI，实现了人与车之间的对话功能；物料小车通过无线客户端和管控平台之间进行无线联系，进行数据交互和共享，无线客户端接收到来自管控平台的信息，通过物料小车PLC处理后，将所述信息显示在车载显示屏上，并发出不同的语音提示信息，小车作业人员依据车载显示屏上的导航信息操作物料小车。
所述无线通信模块采用市售的无线通信模块，采用无线以太网方式进行通信。
所述车载显示屏显示通讯情况、接口数据、车载数据、报警查询和维护界面，操作人员通过车载显示屏的显示界面能够确认物料小车与各个生产单元通讯是否正常，以判断物料小车能否正常接收管控平台信息，例如：当通讯状态矩形方块为绿色时，表示物料小车与相应生产单元成功建立了通讯连接；当通讯状态矩形方块为红色时，表示物料小车与相应生产单元未成功建立通讯连接，排除故障后，会自动恢复到正常状态，即切换为绿色。通过所述显示界面能进行历史和实时数据查询；进行系统维护。
车间级物料输送小车控制系统的操控方法，包括如下步骤：
1）打开物料小车启动开关，物料小车在行走时将脚下踏板踩住，以便解除制动；通过无线客户端接收到来自管控平台的信息，然后显示在车载显示屏上，此时通信建立；
2）生产单元将缺料、成品入库信息以及立体仓库出货、入库信息全部与管控平台进行交互，由管控平台对物料信息进行分析处理后，通过无线网络向物料小车发送接收到的物料信息；
3）物料小车最终成功接收到来自各个生产单元的物料信息后开始行驶；在物料小车行驶中，在车载显示屏上显示当前货物信息、开往地点或呼叫单元信息，操作人员根据所述提示操作物料小车前面操作台上的前进/后退杆、方向盘完成物料小车的进、退以及转弯功能；
4）物料小车行驶中路过的生产单元如有成品入库任务，车载显示屏有语音提示及画面提示，操作人员根据物料小车装载情况处理此任务；
5）当物料及其相关信息成功转移到物料小车上时，车载蜂鸣器将发出接收成功提示音；并在车载显示屏上将同步实时显示物料信息。
在上述步骤中，物料小车在运行中遇有问题，按下操作台上的急停按钮，从而切断系统电源。
在步骤4）中上下料时，通过操作物料小车前面操作台上的升降杆调整载货台的高低、方便与出货辊道或入库辊道对接。
步骤6）中所述物料信息包含筐号、物料名称、物料代码和当前去向等等。
图1中EC站点表示安装在物料小车上的无线客户端；AP站点表示管控平台作为无线接入点，其无线信号覆盖整个生产车间。
管控平台作为无线接入点即AP主站，其无线信号可以覆盖整个生产车间，使得物料小车能够在车间内无缝漫游，与管控平台进行数据交互与共享；在物料小车的车身上装有小车控制箱和无线客户端，通过无线客户端接收到来自AP主站的信息，然后显示在车载显示屏，实现了人与车之间的对话，并发出不同的语音提示信息，小车作业人员依据车载显示屏上的导航信息操作物料小车。
通信建立后，生产单元将缺料、成品入库信息以及立体仓库出货、入库信息全部与管控平台进行交互，由管控平台对物料信息进行分析处理后，通过无线网络向物料小车发送接收到的物料信息，物料小车最终成功接收到来自各个生产单元的物料信息后，驶向目的地；当物料及其相关信息成功转移到物料小车上时，车载蜂鸣器将发出接收成功提示音，按此流程继续转载第二框、第三框……的物料。
车载显示屏能显示哪个单元在呼叫用车、是缺料还是出货等信息，操作人员可以根据车载显示屏的信息，例如蜂鸣器声音、HMI界面来判断当前是否有用车呼叫、当前去向等。
当物料转载完毕后，车载显示屏将同步实时显示物料信息，包含筐号、物料名称、物料代码、当前去向等等。
Claims (5)
1.一种车间级物料输送小车控制系统，其特征在于：包括小车控制箱、管控平台和无线通信模块，管控平台通过安装在其控制柜上的无线接入端与物料小车之间进行无线通信；管控平台与各个生产单元之间通过光纤环网连接，与各个生产单元进行信息交互，并与制造执行管理系统进行数据交换和处理；
在物料小车上安装有无线通信模块、小车控制箱和车载显示屏，小车控制箱安装在物料小车车身里，小车控制箱内设有PLC控制器和输入/输出模块，所述的PLC控制器与安装在小车上的无线通信模块通信，以便处理无线通信信息；所述的车载显示屏采用人机界面HMI，实现了人与车之间的对话功能；物料小车通过无线客户端和管控平台之间进行无线联系，进行数据交互和共享，无线客户端接收到来自管控平台的信息，通过物料小车PLC处理后，将所述信息显示在车载显示屏上，并发出不同的语音提示信息，小车作业人员依据车载显示屏上的导航信息操作物料小车；
所述无线通信模块采用无线以太网方式进行通信；
所述车载显示屏显示通讯情况、接口数据、车载数据、报警查询和维护界面，操作人员通过车载显示屏的显示界面能够确认物料小车与各个生产单元通讯是否正常，以判断物料小车能否正常接收管控平台信息；通过所述显示界面进行历史和实时数据查询、进行系统维护。
2.权利要求1所述的车间级物料输送小车控制系统的操控方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）打开物料小车启动开关，物料小车在行走时将脚下踏板踩住，以便解除制动；通过无线客户端接收到来自管控平台的信息，然后显示在车载显示屏上，此时通信建立；
2）生产单元将缺料、成品入库信息以及立体仓库出货、入库信息全部与管控平台进行交互，由管控平台对物料信息进行分析处理后，通过无线网络向物料小车发送接收到的物料信息；
3）物料小车最终成功接收到来自各个生产单元的物料信息后开始行驶；在物料小车行驶中，在车载显示屏上显示当前货物信息、开往地点或呼叫单元信息，操作人员根据所述提示操作物料小车前面操作台上的前进/后退杆、方向盘完成物料小车的进、退以及转弯功能；
4）物料小车行驶中路过的生产单元如有成品入库任务，车载显示屏有语音提示及画面提示，操作人员根据物料小车装载情况处理此任务；
5）当物料及其相关信息成功转移到物料小车上时，车载蜂鸣器将发出接收成功提示音；并在车载显示屏上将同步实时显示物料信息。
3.根据权利要求2所述的车间级物料输送小车控制系统的操控方法，其特征在于：在步骤4）中上下料时，通过操作物料小车前面操作台上的升降杆调整载货台的高低、方便与出货辊道或入库辊道对接。
4.根据权利要求2所述的车间级物料输送小车控制系统的操控方法，其特征在于：在上述步骤中，物料小车在运行中遇有问题，按下操作台上的急停按钮，从而切断系统电源。
5.根据权利要求2所述的车间级物料输送小车控制系统的操控方法，其特征在于：所述物料信息包含筐号、物料名称、物料代码和当前去向。
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