1．項(xiàng)目簡(jiǎn)介

太鋼是國(guó)有特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，年產(chǎn)鋼1000萬噸（其中300萬噸不銹鋼），營(yíng)業(yè)收入超過1000億元人民幣，綜合實(shí)力居國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)前列。太鋼致力于不銹鋼、特殊鋼和高等級(jí)碳素鋼的研究開發(fā)和生產(chǎn)加工，尤其是其高牌號(hào)冷軋硅鋼在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，為國(guó)內(nèi)第一家可批量供貨的企業(yè)。

對(duì)庫(kù)區(qū)的自動(dòng)控制和管理，國(guó)內(nèi)近年來已有嘗試，但國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)尚未形成成功的模式。全套引入國(guó)外系統(tǒng)，盡管能夠滿足ERP信息化要求，但價(jià)格昂貴、可定制性不高，嚴(yán)重制約了在普通冶金庫(kù)區(qū)特別是老廠改造的推廣應(yīng)用。

太鋼冷軋硅鋼廠成品庫(kù)原來的管理基本上是全人工管理，其流程大致為：成品稱重后由人工錄入卷號(hào)、毛重、凈重、規(guī)格、日期等信息，然后打印成品卷（盒）標(biāo)簽，成品包裝完畢后把標(biāo)簽貼到成品上，成品入庫(kù)后的存放位置由人為確定，出庫(kù)產(chǎn)品由人工查找，產(chǎn)品出庫(kù)時(shí)由人工把產(chǎn)品信息再錄入到出庫(kù)室計(jì)算機(jī)內(nèi)，然后上傳計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)。在這種管理模式下，對(duì)庫(kù)區(qū)內(nèi)的所用成品信息很難完全正確掌握，從而造成成品周轉(zhuǎn)不夠流暢；人工查找成品既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，工作效率較低；人工記錄成品信息，也很難保證不出差錯(cuò)。

為解決以上問題，太鋼利用易控(INSPEC)組態(tài)軟件開發(fā)了成品庫(kù)物流自動(dòng)化管理系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用激光檢測(cè)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及條形碼打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)庫(kù)區(qū)鋼卷信息的跟蹤和定位，這樣可以及時(shí)準(zhǔn)確無誤的確定任何一個(gè)鋼卷在庫(kù)區(qū)的位置以及它的全部信息，避免了人為操作的失誤，為編制準(zhǔn)確及時(shí)的物品進(jìn)出計(jì)劃和天車調(diào)度計(jì)劃打下基礎(chǔ)。同時(shí)庫(kù)區(qū)管理系統(tǒng)將與計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)保持實(shí)時(shí)的通訊，將實(shí)際出庫(kù)單及時(shí)的返回到計(jì)質(zhì)量，減少人工錄入的工作。 實(shí)現(xiàn)庫(kù)房鋼板、鋼卷成品從入庫(kù)、倒庫(kù)、抽檢、出庫(kù)整個(gè)流程的全自動(dòng)化管理。

2．系統(tǒng)構(gòu)成

冷軋硅鋼廠成品庫(kù)共包括兩個(gè)庫(kù)區(qū)，一個(gè)面積約300 ×30米，另一個(gè)面積約270 × 21米；存放卷板和薄板兩種成品；搬運(yùn)工具為天車，每個(gè)庫(kù)區(qū)有三部天車；庫(kù)存總量約8000噸，每天入出庫(kù)貨物總量約1100噸。

系統(tǒng)將對(duì)所有入庫(kù)、出庫(kù)和現(xiàn)有的庫(kù)區(qū)信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理。接受到來自計(jì)質(zhì)量的入庫(kù)計(jì)劃后，系統(tǒng)將通過安裝在天車上的操作屏提示鋼卷的放置位置，以達(dá)到優(yōu)化的效果。接受到來自計(jì)質(zhì)量的出入庫(kù)計(jì)劃后，系統(tǒng)將提示天車目標(biāo)鋼卷的位置以及行走方向，同時(shí)記錄出庫(kù)的實(shí)際鋼卷信息，形成實(shí)際出庫(kù)單返回計(jì)質(zhì)量。

成品入庫(kù)后，操作工通過手持掃描儀掃描鋼卷?xiàng)l形碼，鋼卷信息通過無線局域網(wǎng)自動(dòng)傳送到工作站，同時(shí)結(jié)合天車的坐標(biāo)信息即可確定鋼卷的存放位置。在倒庫(kù)和出庫(kù)時(shí)，根據(jù)鋼卷編號(hào)可以自動(dòng)確定鋼卷位置，位置信息自動(dòng)傳送到指定天車，并引導(dǎo)天車到達(dá)指定位置起吊鋼卷，最終自動(dòng)打印出庫(kù)單。

硬件部分的設(shè)計(jì)充分考慮了庫(kù)區(qū)現(xiàn)有的物理客觀條件，無線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)設(shè)備的使用便捷的覆蓋了所有功能關(guān)聯(lián)的庫(kù)區(qū)范圍，使信息的采集與發(fā)布極為快捷。地面服務(wù)器和客戶機(jī)通過與車載PLC系統(tǒng)通訊交換信息，使整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與維護(hù)穩(wěn)定可靠、便于操作。

整個(gè)系統(tǒng)配備一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，用于存放各種成品信息；兩臺(tái)工作站，用于出入庫(kù)管理；六臺(tái)平板電腦，放置在天車上，用于采集天車位置信息以及引導(dǎo)提示天車操作工；五臺(tái)手持掃描儀分布在庫(kù)區(qū)掃描鋼卷信息之用。所有計(jì)算機(jī)、手持掃描儀、數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過庫(kù)區(qū)無線局域網(wǎng)連接。整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)如圖所示。

庫(kù)區(qū)自動(dòng)化管理示意圖
3．系統(tǒng)特點(diǎn)

? 實(shí)現(xiàn)成品庫(kù)的全自動(dòng)管理，實(shí)現(xiàn)了從計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)下單到產(chǎn)品的入庫(kù)、倒庫(kù)、抽檢、出庫(kù)的全過程的計(jì)算機(jī)管理和監(jiān)控，減少人工工作量，避免人為失誤，大大提高工作質(zhì)量和效率。

? 庫(kù)區(qū)管理系統(tǒng)能夠與計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)保持實(shí)時(shí)通訊，同時(shí)，系統(tǒng)能將所有入庫(kù)、出庫(kù)和現(xiàn)有的庫(kù)區(qū)信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理。

? 無線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)設(shè)備的廣泛使用使得信息的采集與發(fā)布極為快捷。地面服務(wù)器和客戶機(jī)與車載PLC系統(tǒng)通訊交換信息，監(jiān)控電腦放置在天車上，系統(tǒng)操作極為簡(jiǎn)便。

? 上位監(jiān)控系統(tǒng)采用典型的CS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、操作站、天車平板電腦、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、手持終端和條碼打印機(jī)構(gòu)成。

? 復(fù)雜的數(shù)據(jù)管理功能，包括從計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)獲取鋼卷生產(chǎn)詳細(xì)信息，并記錄鋼卷入庫(kù)后的庫(kù)區(qū)存放位置、倒庫(kù)和抽檢記錄、出入庫(kù)記錄等等。可實(shí)現(xiàn)各種靈活而強(qiáng)大的數(shù)據(jù)查詢功能。

? 系統(tǒng)接口豐富，可與計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)、條形碼系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)方便的連接。

4．系統(tǒng)方案

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上安裝有Windows SQL Server,負(fù)責(zé)為整個(gè)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)記錄服務(wù)，數(shù)據(jù)庫(kù)表包括：庫(kù)區(qū)信息表、鋼卷信息表、成品分布表、入庫(kù)信息表、抽檢信息表、出庫(kù)信息表、鋼卷歷史信息表等等。

操作員工作站

操作員工作站上安裝易控(INSPEC)組態(tài)軟件，用于提供人機(jī)界面服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問服務(wù)（包括訪問上層計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)）、設(shè)備通信服務(wù)等等。易控(INSPEC)強(qiáng)大的圖形界面能力、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問能力、對(duì)C#高級(jí)語言用戶編程的支持以及軟件的可靠穩(wěn)定性為該系統(tǒng)的成功實(shí)施提供了保障。

天車平板電腦

天車駕駛室內(nèi)安裝一個(gè)操作終端，用來顯示天車位置、地面指令等信息。操作終端采用九思易公司的PowerView人機(jī)界面產(chǎn)品，該產(chǎn)品的不銹鋼外殼、無風(fēng)扇設(shè)計(jì)、防震動(dòng)設(shè)計(jì)以及易控(INSPEC)嵌入版使得該產(chǎn)品能夠適用于惡劣的現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，并能提供強(qiáng)大的圖形和設(shè)備通信能力。操作終端通過MPI網(wǎng)與西門子S7300控制器連接，采用RS422通訊方式與激光傳感器連接，每臺(tái)天車配置DIMETIX激光傳感器兩個(gè)，用于檢測(cè)天車的X軸（大車）、Y軸（小車）實(shí)際行走位置。

無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

通常在開放空間保證傳輸速度和傳輸延遲的情況下，基站和手持終端的連接距離為80~100米，因此采用四個(gè)基站進(jìn)行覆蓋，即每個(gè)跨安裝基站兩個(gè)，位置在天車跑道的下方，基站采用西門子SCALANCE W788。

手持終端和條碼打印機(jī)

配置工業(yè)型手持終端17個(gè)，用于確認(rèn)鋼卷的起吊、放下以及其他信息。配置條碼打印機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)放置在磅房?jī)?nèi)，另一臺(tái)放置在控制室內(nèi)。

5．軟件應(yīng)用

軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

操作站的主要操作工序包括入庫(kù)、倒庫(kù)、抽檢、出庫(kù)以及查詢等主要操作工序，工序流程如下：