報(bào)文數(shù)據(jù)分析法在立體庫(kù)故障分析中的應(yīng)用

曾思武

摘要：自立體庫(kù)裝置使用以來(lái)，軟件問(wèn)題層出不窮，大大增加了我們出庫(kù)人員核對(duì)的壓力。文章研究了如何通過(guò)通訊報(bào)文數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行聚烯烴立體庫(kù)PLC、WCS軟件故障的分析，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)立體庫(kù)裝置存在漏洞并進(jìn)行解決，達(dá)到保證立體庫(kù)裝置的“長(zhǎng)、滿、優(yōu)”運(yùn)行的目的。

關(guān)鍵詞：立體庫(kù)；故障分析；報(bào)文數(shù)據(jù)分析法；通訊報(bào)文；出庫(kù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP311 文章編號(hào)：1009-2374（2017）11-0078-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.040

自立體庫(kù)裝置使用以來(lái)，軟件問(wèn)題層出不窮，經(jīng)常導(dǎo)致混料等問(wèn)題，同時(shí)也大大增加了我們出庫(kù)人員核對(duì)的壓力。為達(dá)到查明立體庫(kù)裝置混料等故障的原因，保留故障資料，保證立體庫(kù)裝置的“長(zhǎng)、滿、優(yōu)”運(yùn)行的目的。

1 立體庫(kù)控制系統(tǒng)及工藝流程簡(jiǎn)介

1.1 立體庫(kù)控制系統(tǒng)組成

立體庫(kù)控制系統(tǒng)主要由WMS系統(tǒng)、WCS系統(tǒng)、PLC組成。WMS是倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要面向操作人員，下單進(jìn)行收發(fā)貨及庫(kù)存查詢等操作都在該系統(tǒng)上完成。WCS是倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)，承上與WMS系統(tǒng)連接，接收WMS傳來(lái)的任務(wù)，并將執(zhí)行結(jié)果回傳；啟下連接PLC，將任務(wù)分解發(fā)給各個(gè)PLC，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作。

1.2 立體庫(kù)控制系統(tǒng)運(yùn)作原理

以出庫(kù)作業(yè)進(jìn)行舉例，一輛車要裝30噸H30S物料，司機(jī)將出庫(kù)單交到操作室后，操作人員在WMS系統(tǒng)新建一個(gè)30噸H30S物料出庫(kù)的任務(wù)，待系統(tǒng)執(zhí)行該任務(wù)時(shí)，叫號(hào)系統(tǒng)指引司機(jī)將貨車開(kāi)到指定的出口，WMS系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)揀選出符合要求的30噸物料，并告知WCS取出這30個(gè)物料并送往指定出口，WCS將任務(wù)發(fā)給貨物所在巷道的堆垛機(jī)PLC，驅(qū)動(dòng)堆垛機(jī)動(dòng)作，堆垛機(jī)取完貨放到輸送交接臺(tái)上后，告知WCS取貨完成，WCS再告知輸送機(jī)PLC該貨物的出口，輸送機(jī)PLC驅(qū)動(dòng)設(shè)備動(dòng)作將貨物送往指定出口，到達(dá)指定出口后告知WCS該貨物已完成出庫(kù)，WCS再告知WMS，待30個(gè)貨物全部取出后，WMS將該車的裝車任務(wù)標(biāo)記為完成。

1.3 立體庫(kù)控制系統(tǒng)通訊方式

WCS和WMS系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中間表的方式來(lái)進(jìn)行通訊，WMS和WCS都對(duì)中間表進(jìn)行讀寫(xiě)，由WMS寫(xiě)入的信息，WCS在讀取后刪除；由WCS寫(xiě)入的信息，WMS在讀取后刪除，故WCS和WMS系統(tǒng)通訊記錄無(wú)法保存。WCS和PLC通過(guò)報(bào)文的方式進(jìn)行通訊，且這些通訊數(shù)據(jù)會(huì)在WCS系統(tǒng)中進(jìn)行保存。

2 立體庫(kù)通訊報(bào)文

WCS和WMS系統(tǒng)通訊中間表是實(shí)時(shí)變化的，故不具備可追溯性；而WCS和PLC之間的通訊報(bào)文數(shù)據(jù)，會(huì)在WCS系統(tǒng)中保存約七天，具備了故障查詢的可追溯性。從軟件故障分析的角度出發(fā)，本文只對(duì)WCS和PLC之間的通訊報(bào)文進(jìn)行介紹。

2.1 報(bào)文組成

WCS和PLC之間的通訊報(bào)文與早期的電報(bào)有點(diǎn)類似，用編碼替代文字和數(shù)字，WCS和PLC收到報(bào)文后都進(jìn)行相應(yīng)的編譯，以解析出其中的含義。WCS和PLC之間的通訊報(bào)文主要含有物料托盤(pán)號(hào)、物料的位置、物料行走的起點(diǎn)、物料行走的終點(diǎn)和主指令等信息。

2.2 WCS報(bào)文記錄

報(bào)文記錄相較于報(bào)文來(lái)說(shuō)，多了報(bào)文收發(fā)的時(shí)間和發(fā)送（或接收）報(bào)文的PLC編號(hào)。WCS報(bào)文記錄分為以下兩種：

2.2.1 動(dòng)作電報(bào)讀取記錄。動(dòng)作電報(bào)讀取記錄中記錄了所有PLC發(fā)給WCS的電報(bào)信息，包含有PLC主動(dòng)發(fā)給WCS的信息和WCS下發(fā)信息后的應(yīng)答。動(dòng)作電報(bào)讀取記錄中主指令是由（報(bào)文類型、PLC子類型）組成的。WCS讀取到電報(bào)信息后進(jìn)行相應(yīng)邏輯處理，比如說(shuō)PLC給WCS發(fā)送貨位申請(qǐng)報(bào)文，WCS接收到該報(bào)文后詢問(wèn)WMS該貨物的貨位，并反饋給PLC。正常情況下，物料每經(jīng)過(guò)一個(gè)輸送臺(tái)，PLC都會(huì)發(fā)物料到達(dá)XX輸送臺(tái)的報(bào)文給WCS，故通過(guò)此電報(bào)信息可以跟蹤托盤(pán)的行走情況，方便進(jìn)行問(wèn)題排查。操作人員可以通過(guò)上部的條件框輸入查詢條件進(jìn)行組合查詢。

2.2.2 動(dòng)作電報(bào)發(fā)送記錄。動(dòng)作電報(bào)發(fā)送記錄中記錄了WCS系統(tǒng)發(fā)給PLC的動(dòng)作電報(bào)，WCS系統(tǒng)通過(guò)這些動(dòng)作電報(bào)來(lái)驅(qū)動(dòng)PLC按照要求進(jìn)行工作。動(dòng)作電報(bào)發(fā)送記錄中主指令是由（報(bào)文類型、EMS子類型）組成的。當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí)可以從此記錄中查詢出WCS發(fā)出的指令是否有問(wèn)題。操作人員可以通過(guò)上部的條件框輸入查詢條件進(jìn)行組合查詢。

2.3 報(bào)文主指令含義

2.3.1 堆垛機(jī)動(dòng)作電報(bào)主指令含義。

WCS----->PLC：（12，1）表示W(wǎng)CS驅(qū)動(dòng)堆垛機(jī)進(jìn)行工作

PLC----->WCS：（1012，10）表示堆垛機(jī)開(kāi)始執(zhí)行WCS的驅(qū)動(dòng)指令

PLC----->WCS：（1012，20）表示堆垛機(jī)已裝載托盤(pán)完成

PLC----->WCS：（1012，81/181）表示堆垛機(jī)空出庫(kù)[故障時(shí)發(fā)]

PLC----->WCS：（1012，82/182）表示堆垛機(jī)雙重入庫(kù)[故障時(shí)發(fā)]

PLC----->WCS：（1012，1/101）表示堆垛機(jī)任務(wù)完成[需要WCS答復(fù)12，51]

WCS----->PLC：（12，51）表示W(wǎng)CS已知曉堆垛機(jī)完成

PLC----->WCS：（1050，1）故障恢復(fù)

WCS----->PLC：（50，1）表示對(duì)故障恢復(fù)（1050，1）的應(yīng)答

2.3.2 輸送機(jī)動(dòng)作電報(bào)主指令含義。

PLC----->WCS：（1001，1）表示PLC向WCS申請(qǐng)入庫(kù)[需要WCS答復(fù)1或9]

WCS----->PLC：（1，1）表示W(wǎng)CS同意該貨物入庫(kù)，并通過(guò)1，1報(bào)文指明托盤(pán)路向

WCS----->PLC：（1，9）表示W(wǎng)CS不同意該貨物入庫(kù)，并通過(guò)1，9報(bào)文指明托盤(pán)路向

WCS----->PLC：（1，54）表示貨物已經(jīng)被接收

PLC----->WCS：（1001，1）表示PLC向WCS申請(qǐng)入庫(kù)

PLC----->WCS：（1002，21）常規(guī)報(bào)文，除一層出庫(kù)交接臺(tái)外其他位置不需要WCS答復(fù)

WCS----->PLC：（2，2）表示W(wǎng)CS應(yīng)答PLC，并通過(guò)該報(bào)文指明托盤(pán)出口

PLC----->WCS：（1002，12/22/122）DD報(bào)文（申請(qǐng)貨位），該報(bào)文WCS必須應(yīng)答2，1報(bào)文

WCS----->PLC：（2，1）表示W(wǎng)CS應(yīng)答，并通過(guò)2，1報(bào)文指明托盤(pán)運(yùn)行路向

PLC----->WCS：（1002，13/23/123）表示托盤(pán)到達(dá)入庫(kù)交接臺(tái)位置

WCS----->PLC：（2，1）表示W(wǎng)CS應(yīng)答

PLC----->WCS：（1002，24/124）表示托盤(pán)行至出口，WCS必須應(yīng)答，3，1

WCS----->PLC：（3，1）表示W(wǎng)CS應(yīng)答

空托盤(pán)補(bǔ)給狀態(tài)（動(dòng)作電報(bào)）

PLC----->WCS：1060，1

WCS----->PLC：60，1

PLC----->WCS：（1003，4）表示托盤(pán)行至出口，且貨物已被叉走，要求WCS必須應(yīng)答3，54

WCS----->PLC：（3，54）表示W(wǎng)CS應(yīng)答

PLC----->WCS：（1040，1）故障恢復(fù)

WCS----->PLC：（40，1）表示對(duì)故障恢復(fù)（1040，1）的應(yīng)答

3 報(bào)文分析辨故障

報(bào)文記錄了PLC與WCS通訊數(shù)據(jù)，故當(dāng)立體庫(kù)發(fā)生PLC、WCS軟件故障時(shí)，可以依據(jù)這些通訊數(shù)據(jù)來(lái)判斷是PLC還是WCS發(fā)生問(wèn)題。接下來(lái)介紹個(gè)人總結(jié)的一些報(bào)文數(shù)據(jù)分析法：

3.1 報(bào)文數(shù)據(jù)分析法

基于報(bào)文的特點(diǎn)和立體庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，我總結(jié)出報(bào)文數(shù)據(jù)分析的幾點(diǎn)方法，以給故障分析提供一些參考。

3.1.1 查看故障托盤(pán)的報(bào)文記錄，看其行走路徑（足跡）是否有異常。

3.1.2 查看故障托盤(pán)的報(bào)文記錄，看PLC（或WCS）發(fā)送的報(bào)文指令是否符合邏輯。

3.1.3 查看故障托盤(pán)的報(bào)文記錄，看PLC（或WCS）接收到報(bào)文后，是否做出了相應(yīng)的動(dòng)作或邏輯處理。

3.1.4 托盤(pán)實(shí)際有行走路徑，但在報(bào)文記錄中無(wú)行走路徑或行走路徑忽然消失的，基本可確定為該托盤(pán)使用了其他托盤(pán)的托盤(pán)號(hào)。對(duì)該類問(wèn)題首先從該托盤(pán)經(jīng)過(guò)的輸送臺(tái)、經(jīng)過(guò)的時(shí)間或該托盤(pán)前一托盤(pán)和下一托盤(pán)的托盤(pán)號(hào)等條件去鎖定該托盤(pán)可能頂替的一個(gè)或幾個(gè)托盤(pán)號(hào)，再對(duì)這幾個(gè)托盤(pán)號(hào)按可能性大小進(jìn)行查詢，直到發(fā)現(xiàn)有兩次行走軌跡的托盤(pán)號(hào)，最后查看真實(shí)托盤(pán)最后一次出現(xiàn)的位置和時(shí)間和假托盤(pán)號(hào)是否能接上。

3.1.5 查看故障托盤(pán)的報(bào)文記錄，看其托盤(pán)號(hào)（貨物單元號(hào)）位數(shù)是否符合總共12位數(shù)的規(guī)范。

3.2 報(bào)文數(shù)據(jù)分析故障案例

在WCS系統(tǒng)中查詢托盤(pán)T00000005696的動(dòng)作電報(bào)讀取記錄，從動(dòng)作電報(bào)讀取記錄中的貨物位置號(hào)變化可以看到，該物料在16∶37出現(xiàn)在A90303輸送臺(tái)后便再無(wú)出庫(kù)蹤跡，在20∶41出現(xiàn)時(shí)已在包裝車間A11514輸送臺(tái)上準(zhǔn)備入庫(kù)。排查與該托盤(pán)出庫(kù)時(shí)間相近的托盤(pán)報(bào)文后發(fā)現(xiàn)，物料T00000006313動(dòng)作電報(bào)讀取記錄異常，從貨物位置號(hào)變化可以明顯看出該物料從A91004到A91007有兩次行走痕跡。物料T00000006313從A90303到第一次出現(xiàn)在A91004輸送臺(tái)的用時(shí)約56秒，物料T00000005696從到A90303到T00000006313第二次出現(xiàn)在A91004的時(shí)間差約54秒，兩者耗時(shí)極為相近。物料從A90303到A91004，需經(jīng)過(guò)4#RGV（穿梭車）擺渡過(guò)去，物料上下4#RGV時(shí)A9區(qū)PLC會(huì)與4#RGV的PLC相互拷貝數(shù)據(jù)，兩者之間通過(guò)無(wú)線網(wǎng)進(jìn)行通訊，通訊較網(wǎng)線來(lái)說(shuō)會(huì)有一些延遲和不穩(wěn)定。查詢A90303輸送臺(tái)的動(dòng)作電報(bào)讀取記錄，發(fā)現(xiàn)該輸送臺(tái)上托盤(pán)T00000005696的前一個(gè)托盤(pán)正好為托盤(pán)T00000006313。

3.3 針對(duì)以上故障所采取的措施

在輸送機(jī)（A90303）上穿梭機(jī)（RGV）、輸送機(jī)（A91004）下穿梭機(jī)（RGV）與穿梭機(jī)（RGV）內(nèi)部間增加了托盤(pán)信息的比對(duì)，如果上下托盤(pán)信息相同就停止運(yùn)行，手工把托盤(pán)信息恢復(fù)后正常，從而避免了質(zhì)量事故。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，報(bào)文數(shù)據(jù)分析方法可以有效查找出立體庫(kù)裝置PLC、WCS軟件問(wèn)題故障的原因。

參考文獻(xiàn)

[1] 鎮(zhèn)海煉化聚烯烴立體庫(kù)WCS系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)[S].中集公司.

[2] RSlogix5000編程指令教程[S].ABB公司.

（責(zé)任編輯：蔣建華）