摘要：冷轧酸轧轧后库开展了库区天车无人化和仓储智能化方面的设计和改造工作，利用信息化和自动化技术手段，形成具有信息化、智能化、高效化、成本低、自动化程度高的智能仓储示范库。本文介绍无人天车总体架构和基本功能，并对无人天车的天车自动化智能控制系统的简单介绍,主要涉及到天车的定位，天车和库管系统的通讯设置，天车安全控制，天车安全控制几个方面。
关键词：智能化；无人天车；自动化智能控制
前言：目前我国钢卷库天车的操作方式主要是人工操作，天车工劳动强度大，人车交叉作业安全系数低，各个环节都需要人工确认，中间产生错误的概率高。无人天车系统人工参与率低，降低人工的劳动强度，中间各个系统环节采用自动控制和通许连接，中间出错率降低。同时自动化无人天车符合国家推行工业自动化的需求。
一、无人天车系统简介
(一)功能描述
项目实施以来始终以智能化工厂为目标，为无缝连接库区与生产线，项目实施了库区天车无人化，无人天车的主要作业内容如下：
酸轧下线入库业务，连退入口上料业务，导垛业务，钢卷外发装车业务。
(二)无人天车整体简介
无人天车任务首先由仓储系统产生任务，并且将任务分配到天车调度系统中，最后天车调度指挥天车执行相应的任务。
当天车调度分配任务后，天车和天车调度按照上图执行钢卷的调运任务。从钢卷的位置，到起吊，再到放置位置和放卷，全部由天车调度来完成。
(三)无人天车通讯
本文主要介绍天车PLC和各个部分之间的通讯。轧后库一共两台无人天车，都采用西门子S7-400PLC控制，下面对各个部分通讯做简单介绍。
（1）天车PLC和天车调度通讯：通讯采用TCP通讯方式，数据交换采用报文的方法，天车调度将天车的运行指令发送至天车PLC，天车PLC将天车的运行状态发送至天车调度。
（2）天车和地面产线通讯：地面设有一个西门子S7-400PLC，主要是将酸轧和连退产线步进梁的信号传输到天车上，并且在中控室设置操作盘，方便天车工作模式的切换、天车上下电以及天车特殊情况下的紧急停车控制。通讯方式采用西门子PLC之间的S7通讯协议。
（3）天车和鞍座扫描通讯：鞍座扫描主要是天车自动到达目标位时，根据当前的状态判断天车是否可以取卷或者放卷，为天车稳定安全运行提供保障。鞍座扫描的信号通过TCP通讯传输至天车PLC，再通过天车PLC传输至天车调度系统，从而提高天车调度控制天车运行的安全性和准确性。
二、无人天车车体控制
(一)无人天车自动控制
无人天车动作时的速度通过西门子防摇控制器输出，防摇控制器作为一个子站通过Profibus-DP连接至天车的PLC上，通过西门子防摇的固定FC块，将天车的位置数据、速度数据、启停命令发送至防摇控制器。防摇控制器采用位置模式，根据现在天车的大小车位置和大小车目标位置分别进行计算，并且根据计算结果给出大小车速度，当大小车分别到达目标位置时，正好速度为零并且天车的吊钩不会在中间和终点位置摇晃，达到天车防摇摆和位置控制的目标。同时将防摇给出的速度通过PLC实时输出到变频器中。变频器根据收到的指令改变输出驱动电机带动行车的相应机构运动，并实现消摆的控制效果。在天车运行过程中，大小车编码器将各机构的实时速度传回控制单元形成闭环控制，用以调整行车运行状态。当到达目标位置时天车PLC将到位信号发送至天车调度，天车调度收到信号后给出下一个运动指令。
(二)天车定位检测传感器
天车机构位置检测设备：
1）主起升机构采用一套绝对值编码器检测装置；
2）大小车使用sick的激光测距仪；
(三)天车避让
由于库区中存在人工工作区域和设备，天车禁止从这些区域和设备上方通过，因此这些地方必须设置避让点。避让点的设置由天车调度通过坐标的方式发送至天车PLC，通过天车的定位，在PLC程序中，依次通过这些避让点。
三、无人天车的运行系统简介
操作人员在中控室的操作台上选择相应天车的自动旋钮，打到自动状态后，天车会自动将高度调整到3.9米到4.2米之间。操作台的按钮盘可以控制天车传动装置的上下电；变频器故障复位；手动、自动、遥控之间的切换以及紧急情况的急停等。
天车到达指定高度以后，在中控室天车调度操作画面上点击自动按钮，天车自动运行，仓储系统会自动分配任务到相应的天车上，然后根据天车调度的指令，天车开始执行吊卷任务。
天车调度的操作画面除了模式切换以外不需要其他的人为操作，整个调度系统操作简单，基本不用人为干预。天车调度系统和仓储系统之间的连接，保证了仓储系统不会出现错误。调度画面如下图所示。
图3-1 天车调度画面
结论：
随着无人天车系统的调试接近尾声，中间出现的一些问题也得到了解决，整个无人天车运行的情况也趋于稳定，现在每周的故障在3次以下，保证了产线的稳定运行，无人天车系统通过不断的优化，故障率还会不断的降低，从而达到“零事故零故障”的目标。
无人天车的投入运行，大大降低了天车司机的工作量，同时上下线的错误率变成零，为后续的生产提供了保障。同时无人天车也符合首钢公司十三五规划中聚焦工业智能化产业和智慧城市产业的发展定位，形成了具有信息化、智能化、高效化、成本低、自动化程度高等特点的智能仓储系统。
参考文献
[1]大型钢企智能天车系统的设计开发及应用_于勇
[2]冷轧车间吊车自动运行系统介绍_姚战峰
论文作者:王晓宇,李海涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/2
标签：天车论文; 系统论文; 位置论文; 通讯论文; 小车论文; 操作论文; 目标论文; 《电力设备》2018年第6期论文;