CN114236457B - 一种电能表检测物流调度控制系统和方法 - Google Patents

一种电能表检测物流调度控制系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电能表检测物流调度控制系统和方法，该系统包括上位计算机，与上位计算机连接的PLC，PLC控制带有射频标签的载表托盘在流水线上运动，上位计算机与若干采集模块、身份识别模块连接，获取电能表/托盘信息，和不同功能专机检测单元进行交互，获取运行状态，通过调度实时制定最佳行走路线，并下发指令至PLC，PLC接收到命令后精准将电表/托盘输送到指定位置。本发明实现路线的动态实时规划控制，从而实现电能表自动检定流水线的智能调度控制，达到提升运行效率，方便升级维护的目的，能够最大限度的提高检测电能表的节拍，提高工作效率和生产管理成本。

Description

一种电能表检测物流调度控制系统和方法
技术领域
本发明属于自动化物流调度领域，涉及一种电能表检测物流调度控制系统和方法。
背景技术
电能表自动化检定流水线是一种新型的自动化仪表检测系统，主要用于企业对电能表流水线型式的自动化检定，系统能够根据通过生产调度平台协调，由仓储系统将待检箱表出库，检定系统通过输送线运输到检定仓进行检测，最后在分拣，组箱、组垛，回库。
目前传统电能表自动化检定流水线中的任务调度存在以下缺点：按照规定的路线前行，由PLC依据系统逻辑进行流程和物流控制，无法精准获取线体所有点的运行状态和不能预判行进路线，出现异常情况不能自动规避出错的线路，影响检测效率。
发明内容
本发明针对上述问题，设计了一种电能表检测物流调度控制系统和方法，根据当前流水线运行状态，由上位机进行智能路线规划，并通知PLC当前位置下一步的执行控制策略，并在每一个控制节点再进行重新规划计算，上位机以并行的多节点实时同步计算，实现路线的动态实时规划控制，从而实现电能表自动检定流水线的智能调度控制，达到提升运行效率，方便升级维护的目的。
本发明的技术方案具体如下：
一种电能表检测物流调度控制系统，包括上位计算机，与上位计算机连接的PLC，PLC控制带有射频标签的载表托盘在流水线上运动，上位计算机与若干采集模块、身份识别模块连接，获取电能表/托盘信息，和不同功能专机检测单元进行交互，获取运行状态，通过调度实时制定最佳行走路线，并下发指令至PLC，PLC接收到命令后精准将电表/托盘输送到指定位置。
进一步地，上位计算机调度过程如下：
实时获取所有仓的当前状态、检测剩余时间；实时获取在线托盘状态、位置信息；被调度托盘所载电能表的身份状态进行智能规划路线；将规划路线作为控制指令下发至PLC；多节点实时同步并行计算。
进一步地，调度的规则如下：
同时出现进出仓时，优先进仓；出现多个空仓时，优先级高的先进，优先级低的后进；出现多个待出仓时，优先级高的先出，优先级低的后出。
进一步地，调度过程中，平行单元分布时，调度的规则为：左仓进，右仓出；左仓出，右仓进；左仓出，右仓出；左仓进，右仓进；
不平行单元分布时，调度的规则为：左上仓进，右下仓出；左上仓出，右下仓进；左下仓进，右上仓出；左下仓出，右上仓进；左上仓进，右下仓进；左上仓出，右下仓出；
左同侧仓或右同侧仓时，调度的规则为：上仓进，下仓出；上仓出，下仓进；上仓出，下仓出；上仓进，下仓进。
进一步地，仓分配调度流程如下：
通过读卡器读取托盘标签；
根据托盘标签获取电表信息；
获取是否存在正在分配的仓，如果不存在，获取一个优先级最高的空仓；否则获取正在分配的仓A；
如果该仓的批次号与托盘的批次号不一致，将仓A标记可以检测；
重新获取一个优先级高的空仓；
最后将其托盘分配到该仓下；
获取待出仓优先级最高的仓A，是否存在优先级比待出仓A高的进仓，不存在，直接出仓，否则等待。
进一步地，仓分配调度流程如下：
通过读卡器读取托盘标签；
根据托盘标签获取托盘目标仓；
比对目标仓与读卡器绑定的左右仓是否一致；
如果与左仓一致，那么生成向左进仓指令；
如果与右仓一致，那么生成向右进仓指令；否则生成前进指令；将生成的指令发送给PLC。
本发明还涉及的一种电能表检测物流调度控制系统，包括
上位计算机用于系统的控制及电能表身份识别单元、托盘RFID标签识别模块的信息采集；PLC控制系统与上位计算机通过网线相连，接受上位计算机的调度指令并控制流水线相关输送线、移载机进行托盘的物流输送；
托盘输送线，作为主输送通道，放置有电能表的托盘输送到各个检定试验仓进行检定，检定完成后输送到后续的试验单元；
托盘输送线上设置有一个电表身份识别单元和对应的斤RFID标签识别模块，用于在此位置识别电能表身份和托盘身份，并进行绑定，在后续的输送过程中，只识别托盘的标签身份，以确定所载表的身份；每个需要托盘调度的路口均设置有一个托盘RFID标签识别模块；多个托盘在输送线上输送，接受调度系统的调度；
多个并行的检定试验仓，当试验仓为空时，上位机下发命令至PLC，开始一个进仓流程，载有电能表的托盘进入试验仓进行试验，当载有电能表的托盘进满时，试验仓受上位机控制开始自动试验，试验完成，由上位机下发命令至PLC，进行出仓流程。
本发明还涉及的一种电能表检测物流调度控制方法，按以下进行：
实时获取所有仓的当前状态、检测剩余时间；实时获取在线托盘状态、位置信息；被调度托盘所载电能表的身份状态进行智能规划路线；将规划路线作为控制指令下发至PLC；多节点实时同步并行计算；调度的规则如下：
同时出现进出仓时，优先进仓；出现多个空仓时，优先级高的先进，优先级低的后进；出现多个待出仓时，优先级高的先出，优先级低的后出。
与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：
本发明系统以任务调度为核心，通过控制条码枪，RFID等终端设备，获取电能表/托盘信息，和不同功能专机检测单元进行交互，获取运行状态，实时制定最佳行走路线，并与PLC进行指令下发，PLC接收到命令后精准将电表/托盘输送到指定位置。
本发明实现路线的动态实时规划控制，从而实现电能表自动检定流水线的智能调度控制，达到提升运行效率，方便升级维护的目的，能够最大限度的提高检测电能表的节拍，提高工作效率和生产管理成本。
附图说明
图1为本发明的不同情况下的任务调度过程；
图2为本发明的仓分配调度流程图；
图3为每个线程处理任务的流程图；
图4为本发明的系统的其中一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
本实施例的电能表检测物流调度控制系统，包括上位计算机，与上位计算机连接的PLC，PLC控制带有射频标签的载表托盘在流水线上运动，上位计算机与若干采集模块、身份识别模块连接，获取电能表/托盘信息，和不同功能专机检测单元进行交互，获取运行状态，通过调度实时制定最佳行走路线，并下发指令至PLC，PLC接收到命令后精准将电表/托盘输送到指定位置。
本实施例应用于具有多个分支路线，且需要依据身份识别及状态，确定被调度的运动载体的最佳行走路线。
本实施例实现以任务调度为核心，通过控制条码枪，RFID等终端设备，获取电能表/托盘信息，和不同功能专机检测单元进行交互，获取运行状态，实时制定最佳行走路线，并与PLC进行指令下发，PLC接收到命令后精准将电表/托盘输送到指定位置。
本实施例的调度流程如下：
1、实时获取所有仓的当前状态，检测剩余时间
2、实时获取在线托盘状态，位置信息
3、被调度托盘所载电能表的身份状态进行智能规划路线
4、上位计算机通过规划路线下发控制介指令给PLC
5、PLC通过控制硬件设备精准传输
6、多节点实时同步并行计算
本实施例中，调度的典型调度点在外观检测后，进入多并并行的检定单元（例如左边10个单元，右边10个单元，共计20个单元）。任务分配调度是一个独立线程有且只有一个，专门负责任务分配资源调度。主要分为三大原则，五种调度策略，二十一种情况进行分配调度如图1所示。
三大原则如下：
第一种原则：
同时出现进出仓时，优先进仓（同时有空仓A和待出仓B，优先进空仓A）。
第二种原则：
出现多个空仓时，优先级高的先进，优先级低的后进。
第三种原则：
出现多个待出仓时，优先级高的先出，优先级低的后出。
根据三大原则以及仓分布情况，总结出五中策略，
五种策略分别为：平行单元分布情况、不平行单元分布情况、左同侧单元情况、右同侧单元情况、异常状态特殊情况。
根据五种策略及仓的进出状态，针对不同种情况又分为21种情况，托盘从一个节点到下一个节点运行的时间间隔，进满仓的时间，仓出空的时间，根据这些情况进行建立数据模型，进行智能规划。当一个托盘到达仓前时，PLC上报，调度中心获取托盘状态，根据所有仓的目前运行状态，该区域所有节点的托盘信息状况，进行路线规划，选择最优路径，然后将指令发送给PLC，PLC根据指令精准送往指定的仓内。
如图2所示，仓分配调度流程如下：
①：通过读卡器读取托盘标签。
②：根据托盘标签获取电表信息。
③：获取是否存在正在分配的仓，如果不存在，获取一个优先级最高的空仓⑥；否则获取正在分配的仓A。
④：如果该仓的批次号与托盘的批次号不一致，将仓A标记可以检测。
⑤：重新获取一个优先级高的空仓⑥。
⑦：最后将其托盘分配到该仓下。
⑧：获取待出仓优先级最高的仓A，是否存在优先级比待出仓A高的进仓⑨，不存在，直接出仓，否则等待。
本实施例中，每个标签感应器读取标签的业务处理是一个独立线程。例如流水线上有10个标签读卡器，那么对应启动10个线程，每个线程独立负责对应的标签读卡器,处理对应的业务。流程如图3所示：
①：通过读卡器读取托盘标签。
②：根据托盘标签获取托盘目标仓。
③：比对目标仓与读卡器绑定的左右仓是否一致。
④：如果与左仓一致，那么生成向左进仓指令。
⑤：如果与右仓一致，那么生成向右进仓指令。
⑥否则生成前进指令。
⑦将生成的指令发送给PLC。
基于上述系统，本实施例的电能表检测物流调度控制方法，通过合理化调度，PLC精准执行完成整个物流控制。具体工作流程如下：
1、通过RFID和条码枪的配合进行托盘与电能表进行绑定；
2、PLC上报托盘到达的节点位置；
3、调度系统根据托盘的状态，所处的节点智能规划流转方向；
4、PLC根据调度系统，精准传输托盘到达目的地。
如图4所示，本实施例的电能表检测物流调度控制系统的一种具体实施方式。包括：一个上位计算机，用于系统的控制及现有的电能表身份识别单元6、托盘RFID标签识别模块5的信息采集。
PLC控制系统与上位计算机通过网线相连，接受上位计算机的调度指令并控制流水线相关输送线、移载机进行托盘的物流输送；
托盘输送线3，托盘输送线3作为主输送通道，放置有电能表以及RFID的托盘1输送到各个检定试验仓进行检定，检定完成后输送到后续的试验单元；
在托盘输送线上设置有一个电表身份识别单元6和对应的RFID标签识别模块5，用于在此位置识别电能表身份和托盘身份，并进行绑定，在后续的输送过程中，只识别托盘的标签身份，以确定所载表的身份。托盘输送线3上还设有多向托盘进出仓移栽机2。
其它每个需要托盘调度的路口均设置有一个托盘RFID标签识别模块；多个托盘在输送线上输送，接受调度系统的调度。
多个并行的检定试验仓4，当试验仓为空时，上位机通知PLC可以开始一个进仓流程，载有电能表的托盘可以进入试验仓进行试验，当载有电能表的托盘进满时，试验仓受上位机控制开始自动试验，试验完成，由上位机通知PLC进行出仓流程。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电能表检测物流调度控制系统，其特征在于：包括：
上位计算机，用于系统的控制及电能表身份识别单元、托盘RFID标签识别模块的信息采集；PLC控制系统与上位计算机相连，接受上位计算机的调度指令并控制流水线相关输送线、移载机进行托盘的物流输送；
托盘输送线，作为主输送通道，放置有电能表的托盘输送到各个检定试验仓进行检定，检定完成后输送到后续的试验单元；
托盘输送线上设置有一个电表身份识别单元和对应的RFID标签识别模块，用于在此位置识别电能表身份和托盘身份，并进行绑定，在后续的输送过程中，只识别托盘的标签身份，以确定所载表的身份；每个需要托盘调度的路口均设置有一个托盘RFID标签识别模块；多个托盘在输送线上输送，接受调度系统的调度；
多个并行的检定试验仓，当试验仓为空时，上位机下发命令至PLC，开始一个进仓流程，载有电能表的托盘进入试验仓进行试验，当载有电能表的托盘进满时，试验仓受上位机控制开始自动试验，试验完成，由上位机下发命令至PLC，进行出仓流程；
上位计算机调度过程如下：
实时获取所有仓的当前状态、检测剩余时间，实时获取在线托盘状态、位置信息，获取被调度托盘所载电能表的身份状态进行智能路线规划；将规划路线作为控制指令下发至PLC；多节点实时同步并行计算；调度的规则如下：同时出现进出仓时，优先进仓；出现多个空仓时，优先级高的先进，优先级低的后进；出现多个待出仓时，优先级高的先出，优先级低的后出；
仓分配调度流程如下：
通过读卡器读取托盘标签；
根据托盘标签获取电表信息；
获取是否存在正在分配的仓，如果不存在，获取一个优先级最高的空仓；否则获取正在分配的仓A；
如果该仓的批次号与托盘的批次号不一致，将仓A标记可以检测；重新获取一个优先级高的空仓；最后将其托盘分配到该仓下；
获取待出仓优先级最高的仓A，是否存在优先级比待出仓A高的进仓，如果不存在，直接出仓，否则等待。
2.根据权利要求1所述的电能表检测物流调度控制系统，其特征在于：调度过程中，平行单元分布时，调度的规则为：左仓进，右仓出；左仓出，右仓进；左仓出，右仓出；左仓进，右仓进；
不平行单元分布时，调度的规则为：左上仓进，右下仓出；左上仓出，右下仓进；左下仓进，右上仓出；左下仓出，右上仓进；左上仓进，右下仓进；左上仓出，右下仓出；
左同侧仓或右同侧仓时，调度的规则为：上仓进，下仓出；上仓出，下仓进；上仓出，下仓出；上仓进，下仓进。
3.根据权利要求1所述的电能表检测物流调度控制系统，其特征在于：仓分配调度流程还包括：
通过读卡器读取托盘标签；根据托盘标签获取托盘目标仓；比对目标仓与读卡器绑定的左右仓是否一致；
如果与左仓一致，那么生成向左进仓指令；如果与右仓一致，那么生成向右进仓指令；否则生成前进指令；将生成的指令发送给PLC。
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