烟草物流过程AGV控制系统运用

1、烟草物流过程AGV控制系统运用随着物流系统对降低仓储成本，改善仓储环境作用的逐渐广泛认知，烟草行业开始普遍兴建物流库。天津卷烟厂“十一五”技改一期工程中，建设了包括滤棒库、辅料平衡库、片烟高架库、烟丝库在内的四个物流库，对优化人员结构、增加设备自动化技术含量发挥了很大作用1。一个完善的自动化立体仓库系统应当由高层货架、巷道堆垛起重机（有轨堆垛机）、出入库输送机系统、自动化控制系统、计算机仓库管理系统及其周边设备组成，是一个可对集装单元货物实现自动化保管和计算机管理的智能仓库。自动化立体仓库系统类型包括托盘单元式自动仓库（palletunitAS/RS）、箱盒单元式自动仓库（finestocke

2、r）、拣选式高层货架仓库（pickstock-er）、单元/拣选式自动仓库（unit-pickstocker）、高架叉车仓库（rackforkstocker）等。其中，采用托盘集装单元方式来保管物料的自动仓库是天津卷烟厂采用的模式。如何使得物流系统发挥其最大的功效，通过合理的管理措施和技术手段实现设备的最佳最优运行，是物流系统管理者亟需考虑的问题。本文从辅料平衡库的终端设备AGV（自动导引运输车）入手，通过各种手段的综合运用，最大限度地提高AGV的工作效率，保证辅料运送系统的正常工作，稳定卷包车间的生产秩序。1烟草辅料运送系统的工艺流程烟草生产过程中的辅料运送系统包括卷包机组与成型机台辅料运送

3、，如图1、2所示。在每个运送流程中，主要由卷包机组或成型机组、辅料库、辅料配盘间和废料回收部分组成，并完成机台要料、空盘回收、余料退库、残烟回收、废料回收等任务。当机台呼叫（指卷包机组、成型机组等的要料、退盘、退料等功能要求）时，由挡车工在机台电脑产生指令，发送至辅料平衡库管理计算机，该管理计算机将指令下发至AGV管理调度计算机，定时生成指令（主要指残烟、废料回收等预先确定指令）由AGV管理调度计算机自发产生。任务指令由AGV管理调度计算机通过无线电通讯系统自动将任务分配给离作业任务点最近的AGV，AGV根据指令按预先制定的路径自动驶向作业点进行作业。2AGV概述AGV为自动导引运输车，是指装

4、备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能3的运输车。它的主要功能表现为能在计算机监控下，按路径规划和作业要求，精确地行走并停靠到指定地点，完成一系列作业功能。在自动化物流系统中，能充分体现AGV的自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化运送，AGV已被称作是现代物流系统的动脉2。3系统结构与功能AGV系统所在的整个辅料库自动化物流系统可划分为调度控制层和设备执行层，如图3所示。调度控制层主要实现对AGV的合理调度和实时状态监控管理。对于AGV进行检测和控制的电控系统属于整个体系结构中的设备执行层。调度控制层与设备执行层通过无线局域网进行通信。一方面

5、为调度控制层提供现场生产数据和物流信息；另一方面接收调度监控系统向下发布的生产任务和设备调度信息，以完成设备执行层和调度控制层之间的信息流交互。3.1调度控制层调度控制层由1台连接在工业以太网上的监控调度计算机、多台操作终端计算机组成。操作终端通过网络交换机与监控调度计算机进行通信。3.1.1监控调度计算机监控调度计算机内置NTC8000物流专用监控软件，该系统软件根据有限空间最大存储量原则，按照AGV送料方式进行设计，对AGV合理调度、路径优化，利用率高，具有开放性和可扩展性，便于根据AGV数量、路径等内容的调整而调整。同时具备数据自动检录、记录、统计、报表生成及打印、查询等功能。（1）任务

6、分配监控调度计算机是AGV系统中的调度管理员，它向上可以与上级管理计算机相连接，向下通过无线局域网与系统中的AGV相连接，根据系统中上级管理计算机或外部配合信号情况，以及AGV系统的当前状况决定是否产生系统任务，并按一定的原则指派合适的AGV去完成任务。（2）避碰管理在多AGV系统中，AGV是按照各自的任务程序运行的，各AGV本身不能进行系统避碰协调，AGV系统控制台可根据系统中各AGV的位置与状态自动地发现可能发生碰撞的情况，并发出挂起指令，暂时停止低优先级AGV的运行，在碰撞的可能性消失时，能够发出指令解除AGV的挂起，允许AGV继续运行。（3）AGV充电管理当AGV系统中的多个充电站共用

7、一个充电机时，或AGV系统中有多个充电机时，AGV系统控制台负责协调各AGV的充电顺序与充电时间，保证系统中各AGV的电量处于较佳的状态；当系统中有优先级较高的事件发生时，控制台还可强制解除指定AGV的充电操作。（4）控制台人工操作在监控调度计算机上，操作人员可以通过屏幕的显示观察地图、AGV的位置与状态、系统任务的运行情况等，对系统的运行进行一些相关的设置，并可对一些特殊情况进行查看和操作。3.1.2操作员终端设置在机台的操作员终端是提供给现场操作人员的人机界面，连接到Profinet总线上与主控制器通信，用于查询所管辖的流程段中设备的状况、物流信息等，并可对控制设备进行故障诊断、故障报警和

8、信息参数维护。与AGV管理控制及监控计算机连接，作为调度控制层的人机接口，根据现场生产需要，由现场人员在操作员终端上进行操作，对AGV的工作内容发出操作指令，AGV的路径根据工作内容及信息管理层的数据库信息，执行输送作业。3.2设备执行层设备执行层主要由多台AGV组成。该系统选用的是以VMC500为主控制器的BJ311型AGV，是一种集光、机、电、计算机信息等现代高新技术于一体的物料搬运设备。由车载激光扫描器实现激光导航及定位，主要以电池为动力，由车载控制系统控制行走和载运货物，通过执行802.11b无线通信标准、频率为2.4GHz、通信速度为11Mb/s的无线通信实现与上位调度系统联系，并能

9、在计算机监控下，按路径规划和作业要求，精确地行走并停靠到指定地点，完成装卸货物、自动充电等任务。在行驶过程中AGV利用激光头对周围反射板的扫描和计算来导航并修正自身的偏差，从而保证行走和定位的精度。3.2.1AGV运行过程天津卷烟厂的AGV运行过程可简要描述为：通过工业以太网络、网络交换机和无线AP设备，对AGV系统中的控制单元采用无线的方式发出操作指令，AGV系统自动根据指令以及激光扫描器、接近开关等检测单元检测到的信息，完成设备执行层的物流任务；同时，经网络交换机和无线AP设备以及ProfiNet工业总线，传递控制过程的实时信息，通过工业以太网将电控系统与上位管理、调度、监控系统连接起来。3.2.2AGV的主要功能（1）机台要料：机台上有要料需求时，挡车工通过机台电脑进行操作，在下达命令后，AGV从辅料库相应出库站台取托盘送至机台位置。（2）空盘回收：机台上辅料托盘辅料耗用完毕后，挡车工通过机台电脑进行操作，AGV接到任务命令后，对空托盘进行回收。（3）残烟、废料机台呼叫回收：卷包机组由于调试等原因产生大量残烟、废料时，挡车工通过机台电脑进行操作，AGV接到任务命令后，对残烟、废料进行回收。（4）残烟、废料定时回收：按照车间生产线预先设定的时间，AGV管理计算机会定时产生任务，使AGV在指定机组范围内巡弋，逐台回收。（5）余料退库：遇放假等情况时，为确保辅料的温湿度