行李分流系統(tǒng)軟件模型化設(shè)計(jì)及研究

吳云鵬 鐘麗媛

摘? 要：行李分流系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)是機(jī)場(chǎng)行李處理系統(tǒng)的核心部分，設(shè)計(jì)的好壞直接影響到行李處理的效率和準(zhǔn)確度。該文研究了浦東T1航站樓行李處理系統(tǒng)的工作原理及其在不同狀態(tài)下對(duì)行李流向的影響，通過對(duì)分流系統(tǒng)的控制功能和軟件程序架構(gòu)的詳細(xì)分析，從行李控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)出發(fā)，提出系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則，并引入模型化設(shè)計(jì)的概念，進(jìn)一步探討類似自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件的模型化設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：行李分流? 模型化? 啟停管理

中圖分類號(hào)：TP273 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）01（b）-0009-03

1? 項(xiàng)目概述

1.1 項(xiàng)目背景

浦東機(jī)場(chǎng)T1航站樓1999年建成通航，設(shè)計(jì)具備年旅客吞吐量2000萬人次。隨著上海經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，航空業(yè)務(wù)量持續(xù)快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2016年T1航站樓旅客吞吐量將達(dá)到3600萬人次。為保證旅客托運(yùn)行李能安全、及時(shí)地進(jìn)出機(jī)場(chǎng)，2013年，上海國(guó)際機(jī)場(chǎng)股份有限公司投資2.43億對(duì)T1行李處理系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)。

此次升級(jí)改造的主要內(nèi)容包括新建進(jìn)出港行李轉(zhuǎn)盤、增加離港值機(jī)柜臺(tái)、改建行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)、優(yōu)化自動(dòng)化控制系統(tǒng)等。為保證整個(gè)行李系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，每條輸送線都需要通過分流系統(tǒng)來進(jìn)行行李流路由選擇和切換，從而達(dá)到行李系統(tǒng)流向、流量的靈活、優(yōu)化配置。

1.2 研究?jī)?nèi)容

根據(jù)每條輸送線的情況不同。相同功能要求下需將分流控制系統(tǒng)的程序進(jìn)行模型化設(shè)計(jì)和模塊化處理，以提升行李控制系統(tǒng)軟件自動(dòng)化程度，提高了軟件編程的效率，降低了系統(tǒng)編程的成本和風(fēng)險(xiǎn)。

該研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn)。

（1）行李流的控制管理。

（2）程序構(gòu)架的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（3）設(shè)備的接口處理。

2? 實(shí)施方案

2.1 行李流的控制管理

一個(gè)值機(jī)島包括2條行李值機(jī)線，值機(jī)線的行李流根據(jù)行李分流系統(tǒng)擺臂的位置不同，可有4種不同路徑。以7區(qū)、8區(qū)為例，其中，E02為新建轉(zhuǎn)盤，F(xiàn)01為舊轉(zhuǎn)盤。行李路徑如圖1所示。

在運(yùn)行過程中需要考慮以下兩種不同的情況下的控制。

（1）7區(qū)上方的擺臂擺出，8區(qū)上方的擺臂是在內(nèi)側(cè)。此時(shí)行李只需要傳遞給8區(qū)后一節(jié)輸送機(jī)即可。

（2）7區(qū)上方的擺臂擺出，8區(qū)上方的擺臂也是擺出，這樣整個(gè)系統(tǒng)將兩個(gè)大擺臂控制成為一節(jié)輸送機(jī)。這樣7區(qū)和8區(qū)就是一個(gè)整體，可以看成是收集皮帶，收集皮帶的兩個(gè)導(dǎo)入皮帶，導(dǎo)入位置分別為8區(qū)擺臂皮帶的頭部和7區(qū)擺臂皮帶的頭部。合流之后，有如下幾個(gè)問題。

①行李在擺臂位置滑移。

因?yàn)樾欣钤趥魉瓦^程中要經(jīng)過一段有擺臂推動(dòng)前進(jìn)的過程，所以其位置滑移相對(duì)較大，容易導(dǎo)致行李位置理論值與實(shí)際不一致的情況發(fā)生。因此需要考慮在此種情況下，行李的之間的間距是要相對(duì)增大。

②系統(tǒng)降效。

因?yàn)閮蛇吅狭髦?，所需要處理的行李量較大，值機(jī)島上的設(shè)定處理量分別為750件/h，合流之后是1500件/h。大擺臂的速度是：54m/min。如果處理量是1500件/h，則行李之間的間距是：2.16m?？紤]到第一個(gè)條件，將窗口大小設(shè)置成3m，這樣處理量為1000件/h。

③處理量動(dòng)態(tài)平衡。

上述降效之后會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)值機(jī)島的平均處理能力下降。

2.2 程序構(gòu)架設(shè)計(jì)

2.2.1 順序啟動(dòng)

下游的輸送機(jī)，當(dāng)下游兩個(gè)輸送機(jī)中（S7或者S8）的任何一個(gè)啟動(dòng)，則該段輸送機(jī)就可以啟動(dòng)。

2.2.2 順序停止

上游輸送機(jī)，當(dāng)上游輸送機(jī)（S1和S2）全部都停止的情況下，該段輸送機(jī)才能停止下來。

2.2.3 節(jié)能

節(jié)能是需要從上游輸送機(jī)傳遞節(jié)能的信號(hào)，在接收到上游的節(jié)能信號(hào)之后，在輸送機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間之后，并且輸送機(jī)上沒有行李的時(shí)候，系統(tǒng)就可以進(jìn)入節(jié)能模式。這里需要分別判斷兩個(gè)DB_PLT的信號(hào)。

2.2.4 向下游傳遞行李

由兩個(gè)DB_PLT分別傳遞行李。其中一個(gè)s_Handover_Run_OK信號(hào)是False，則要漸停輸送機(jī)。

2.2.5 DB_PLT之間的信號(hào)銜接

分流器下輸送機(jī)可以用兩個(gè)ID來表示，分別是In和out，In表示是靠近分流大擺臂的部分;out表示遠(yuǎn)離分流大擺臂的部分。分別來控制輸送機(jī)的運(yùn)行和停止。PEC_Position兩個(gè)，分別診斷兩個(gè)PEC的狀態(tài)。EQP_BASIC應(yīng)該是兩個(gè)，因?yàn)槭切枰獌蓚€(gè)handover狀態(tài)字（見圖2）。

2.3 接口處理

兩條輸送線控制系統(tǒng)分別屬于兩個(gè)PLC，如果要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)PLC間的行李交互，則需要定義相關(guān)的接口描述[1]。PLC之間采用DP-DP coupler通信，DP-DP coupler的硬件接口。DP地址都是31。

（1）接口功能描述：該接口主要用來描述系統(tǒng)之間的行李交接的過程，如圖3所示。

（2）信號(hào)接口，如圖4所示。

（3）準(zhǔn)備發(fā)送行李：上游末端光電開關(guān)位置有一個(gè)行李準(zhǔn)備傳遞給下游輸送機(jī)。傳遞過程中：上游和下游輸送機(jī)之間有一個(gè)行李正在傳遞。它是結(jié)合了RTS和RTR兩個(gè)信號(hào)來確定傳遞過程，一旦傳遞過程結(jié)束，就復(fù)位該信號(hào)。

（4）心跳信號(hào)[2]：用于判斷DPDP coupler是不是在正常工作。心跳信號(hào)是以一定周期不斷0-1變化，如果發(fā)信心跳信號(hào)不發(fā)生變化，則表明DPDP coupler停止工作。因?yàn)镈P-DP coupler在發(fā)生故障的時(shí)候會(huì)保持住信號(hào)，如果發(fā)現(xiàn)心跳信號(hào)有問題的時(shí)候，就會(huì)過濾輸入信號(hào)，或者取消輸出信號(hào)。

3? 成果分析

3.1 模型化設(shè)計(jì)思路

行李控制系統(tǒng)層次清晰，并且功能明確。根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，功能以及各元素之間的資源關(guān)系，將系統(tǒng)分為系統(tǒng)模型，功能模型，資源模型以及功能塊模型[3]。

3.1.1 系統(tǒng)模型

系統(tǒng)模型是通過多個(gè)接口協(xié)議作為系統(tǒng)子系統(tǒng)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，再將相互數(shù)據(jù)交換設(shè)備歸結(jié)在一起，以完成整個(gè)系統(tǒng)的功能（見圖5）。

3.1.2 資源模型

資源模型提供了功能塊的運(yùn)行環(huán)境。其包含在子系統(tǒng)中的功能單元內(nèi)，通過事件和數(shù)據(jù)流交換信息，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)模塊的獨(dú)立操作。子系統(tǒng)中的某些模塊的刪除，增加和修改，都不會(huì)影響到其他模塊的功能。組成分部式系統(tǒng)的所有功能塊，將全部分布于各個(gè)資源當(dāng)中。

3.2 功能塊模型

基本功能塊是系統(tǒng)最基本控制單元設(shè)備的應(yīng)用，主要是定義其基本的輸入信號(hào)和數(shù)出信號(hào)，并具有基本的控制算法對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行判斷，控制輸出信號(hào)，并為其他控制算法預(yù)留相關(guān)的接口信號(hào)（見圖6）。

4? 結(jié)語

基于該模型所開發(fā)的行李分流系統(tǒng)程序，通過實(shí)踐調(diào)試運(yùn)行后充分滿足了行李系統(tǒng)所需的各項(xiàng)功能，并且運(yùn)行穩(wěn)定。參與軟件編制的工程師以及維護(hù)工程師都可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和機(jī)械磨損情況對(duì)程序內(nèi)各參數(shù)進(jìn)行修改和完善功能，具有很好的靈活性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 崔堅(jiān)，李佳，楊光.西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2] 姜建芳.西門子S7-300/400 PLC工程應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[3] 陶耀東，林滸.高性能開放式數(shù)控系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2009（9）：1911-1916.