機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

吳東坡

摘 要：隨著近些年我國航空事業(yè)的發(fā)展，不僅先后在各地修建了眾多國際化機(jī)場，同時(shí)對于機(jī)場行李運(yùn)輸?shù)男枨笠仓饾u提高。而如何有效完成機(jī)場行李運(yùn)輸工作，也成為影響國內(nèi)航空事業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一大重要因素。在自動(dòng)化背景下，該文將嘗試依托PLC等先進(jìn)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種能夠自動(dòng)、精準(zhǔn)地完成機(jī)場行李運(yùn)輸處理的系統(tǒng)，希望能夠?yàn)橥I(lǐng)域的研究人員提供相關(guān)參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)場行李運(yùn)輸；PLC技術(shù)；分揀系統(tǒng)

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

雖然目前在我國部分國際型機(jī)場當(dāng)中已經(jīng)開始嘗試運(yùn)用行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)，但幾乎當(dāng)前所有使用的行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)均來自國外，受到專利技術(shù)保護(hù)等因素的影響，我國目前仍然難以掌握其中真正的核心控制系統(tǒng)。因此自主研發(fā)設(shè)計(jì)一種適應(yīng)于國內(nèi)機(jī)場，能夠智能化、自動(dòng)化地完成機(jī)場行李分揀和運(yùn)輸?shù)男欣钭詣?dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)，開始得到社會(huì)各界的高度關(guān)注。研究國內(nèi)機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)，不僅有助于提升機(jī)場的相關(guān)服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)對于推動(dòng)國內(nèi)機(jī)場建設(shè)事業(yè)發(fā)展同樣意義重大。

1 機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)概述

由于機(jī)場每天需要處理大量的行李，因此在機(jī)場中廣泛運(yùn)用行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)擁有極高的呼聲?，F(xiàn)階段，國內(nèi)機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)主要分為3個(gè)部分，分別為出港、中轉(zhuǎn)以及到港。而出港部分最為重要的2大系統(tǒng)便是行李分揀系統(tǒng)以及機(jī)場行李運(yùn)輸系統(tǒng)，機(jī)場行李將會(huì)統(tǒng)一經(jīng)由分揀滑槽輸送至相應(yīng)航班。機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)是機(jī)場至關(guān)重要的運(yùn)營系統(tǒng)，系統(tǒng)質(zhì)量對機(jī)場運(yùn)輸行李的能力、航空公司服務(wù)質(zhì)量等方面有著直接且深遠(yuǎn)的影響。因此該文所涉及的機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)，一方面需要實(shí)現(xiàn)對若干機(jī)場行李的智能分揀，另一方面還需要滿足機(jī)場行李自動(dòng)化精準(zhǔn)運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

2 機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

結(jié)合機(jī)場行李分揀以及運(yùn)輸?shù)木唧w要求，在充分考慮設(shè)備分布控制的情況下，該文所設(shè)計(jì)的機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)總共分為3層，依次為人機(jī)交互層、PLC邏輯控制層以及執(zhí)行層。其中，人機(jī)交互層主要是通過利用可視化技術(shù)、智能動(dòng)態(tài)監(jiān)控裝置等，幫助機(jī)場工作人員完成在線實(shí)時(shí)監(jiān)測行李狀態(tài)、生成管理行李運(yùn)輸文件、把控整體行李分揀運(yùn)輸系統(tǒng)等工作。而PLC邏輯控制層作為機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)中的一大關(guān)鍵部分，主要利用PLC技術(shù)以邏輯控制的方式調(diào)控系統(tǒng)各個(gè)功能。同時(shí)在以太網(wǎng)的連入下，人機(jī)交互層所下達(dá)的各項(xiàng)指令將會(huì)直接傳輸至PLC邏輯控制層，從而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)各電氣電路動(dòng)作的實(shí)時(shí)控制。執(zhí)行層則在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中充當(dāng)指令執(zhí)行者的角色，其通過對各電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行相應(yīng)的控制，從而使機(jī)場行李運(yùn)輸狀態(tài)能夠始終滿足實(shí)際需求。

2.2 系統(tǒng)通信

機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)當(dāng)中擁有各種各樣的運(yùn)輸設(shè)備，且設(shè)備間的通信標(biāo)準(zhǔn)、通信需求也不盡相同。只有切實(shí)提升機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)中設(shè)備與系統(tǒng)間的通信質(zhì)量，才能確保PLC控制技術(shù)的應(yīng)有效用能夠得到充分發(fā)揮。因此該文在設(shè)計(jì)機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)時(shí)，針對系統(tǒng)通信部分選擇目前智能化以及使用性能相對較高的PLC，搭配適應(yīng)ET200M并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求將其配置成冗余性總線，用以有效保證機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)的通信質(zhì)量。此外，通過分別將PLC以及上位機(jī)配置成服務(wù)器以及客戶端模式，進(jìn)而使PLC能夠高質(zhì)量地完成與上位機(jī)軟件的報(bào)文通信。

2.3 軟件設(shè)計(jì)

2.3.1 上位機(jī)

在該文所涉及的機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)的軟件部分，其主要由上位機(jī)以及PLC軟件組合而成。其中，前者將在同PLC進(jìn)行有效通信的前提下，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)控制機(jī)場行李的整體運(yùn)輸過程。系統(tǒng)中的視窗控制中心則設(shè)計(jì)采用WinCC，利用其集成度高的優(yōu)勢特性，以便對人機(jī)界面同監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)整合。工作人員通過利用WinCC組態(tài)軟件，能夠自動(dòng)完成對所有機(jī)場行李分揀運(yùn)輸信息的搜集整理，并由系統(tǒng)自動(dòng)對搜集獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，最終以圖形或是報(bào)表的形式直接呈現(xiàn)給機(jī)場工作人員，方便其更好地了解行李動(dòng)態(tài)。

2.3.2 PLC軟件

針對機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)軟件中的PLC軟件，在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，該文選擇在使用相應(yīng)編程軟件的基礎(chǔ)上，在編程軟件的SMATIC Manager中新建一個(gè)項(xiàng)目，同時(shí)添加400H硬件站。相關(guān)工作人員通過在400H硬件站中點(diǎn)擊Hareware，便可以直接進(jìn)入硬件組態(tài)界面當(dāng)中。根據(jù)實(shí)際情況以及具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，依次將ET200M站以及CPU等模塊插入其中，設(shè)置相應(yīng)的PLC參數(shù)即可使在總線作用下，PLC能夠與機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行高質(zhì)量的通信傳輸。

3 機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式

3.1 系統(tǒng)運(yùn)行流程

在該文所設(shè)計(jì)的機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，旅客在值機(jī)柜臺辦理完托運(yùn)手續(xù)之后，行李將會(huì)經(jīng)由值機(jī)輸送被運(yùn)輸至行李收集區(qū)，此時(shí)經(jīng)過行李收集輸送使其進(jìn)入主輸送線，并分別進(jìn)行一二級安檢。如果行李順利通過一二級安檢，系統(tǒng)中所安裝的讀碼器將對貼在行李上的標(biāo)碼進(jìn)行自動(dòng)讀碼，此時(shí)行李將會(huì)進(jìn)入分揀系統(tǒng)，并根據(jù)具體分揀需要交由1#分揀機(jī)或是2#分揀機(jī)進(jìn)行具體的分揀處理。但如果在行李進(jìn)行一二級安檢過程中，因行李當(dāng)中存在違禁品等問題而導(dǎo)致其沒有通過一二級安檢，此時(shí)機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)將自動(dòng)輸送行李進(jìn)入三級安檢處，此時(shí)如果行李順利通過三級安檢，則按照系統(tǒng)運(yùn)行流程，行李將會(huì)進(jìn)入自動(dòng)讀碼環(huán)節(jié)，根據(jù)讀碼結(jié)果對行李進(jìn)行相應(yīng)分揀。但如果行李仍然沒有通過三級安檢，此時(shí)行李將會(huì)進(jìn)入搬離系統(tǒng)。

另外值得注意的是，在該文設(shè)計(jì)的機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)中，上位機(jī)軟件在與PLC進(jìn)行報(bào)文通信時(shí)，上位機(jī)首先將會(huì)自動(dòng)開啟通信連接，并確保通信連接正常后，直接默認(rèn)同0機(jī)架PLC開始通信，此時(shí)上位機(jī)軟件將負(fù)責(zé)向PLC傳輸相關(guān)行李信息，而PLC在接收到行李信息之后，將會(huì)立即向上位機(jī)軟件給出相應(yīng)反饋。但如果在系統(tǒng)通信過程中，發(fā)現(xiàn)PLC主機(jī)和0機(jī)架之間的通信存在異常情況，此時(shí)PLC主機(jī)將會(huì)自動(dòng)和1機(jī)架進(jìn)行連接，但如果仍然存在連接異常，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)進(jìn)入10 s等待環(huán)節(jié)，10 s過后PLC主機(jī)將重新進(jìn)行連接嘗試，直至成功連接。

3.2 控制行李間距

如果機(jī)場行李在運(yùn)輸過程中無法有效控制行李之間的間距，則有可能導(dǎo)致行李相互碰撞，進(jìn)而損傷行李內(nèi)的物品。為此，該文在設(shè)計(jì)機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)的過程中，為確保系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各行李在運(yùn)輸時(shí)能夠始終保持較高的安全性。因此系統(tǒng)中的上游輸送信號在成功完成發(fā)送后，系統(tǒng)下游將會(huì)設(shè)置延時(shí)時(shí)間，同時(shí)利用RNI發(fā)送這一延時(shí)信號。也就是說，在行李運(yùn)輸過程中，一旦機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)感應(yīng)到行李之間的間距過小，則后一件行李將會(huì)在光眼處自動(dòng)暫停，在確保前一件行李與后一件行李之間的間距在1 m左右時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)再次啟動(dòng)輸送后一件行李的功能，以確保行李之間的間距能夠得到有效控制。

4 結(jié)語

該文結(jié)合機(jī)場行李運(yùn)輸處理需求，運(yùn)用層級結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理將機(jī)場行李自動(dòng)運(yùn)輸處理系統(tǒng)依次分為3層，即人機(jī)交互層、PLC邏輯控制層以及執(zhí)行層。同時(shí)搭配使用相應(yīng)的軟件編程工具，設(shè)計(jì)PLC軟件和上位機(jī)軟件，在靈活運(yùn)用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通信等功能的情況下，可以較為智能化地自動(dòng)完成機(jī)場行李的分揀與運(yùn)輸工作。

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