自動(dòng)化集裝箱碼頭圖形用戶界面技術(shù)

吳紀(jì)林

上海國(guó)際港務(wù)(集團(tuán))股份有限公司尚東集裝箱碼頭分公司

1 引言

自動(dòng)化集裝箱碼頭有許多復(fù)合管理系統(tǒng)，它們之間需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交互傳達(dá)。GUI(Graphical User Interface，圖形用戶界面)集成這些管理系統(tǒng)，為碼頭工作人員提供一個(gè)可見的、方便的操作平臺(tái)。AGV(Automated Guided Vechicle，自動(dòng)化引導(dǎo)小車)是自動(dòng)化集裝箱碼頭主要的水平運(yùn)輸設(shè)備。在AGV作業(yè)過程中，需要在VMS(Vechicle Management System，車隊(duì)調(diào)度系統(tǒng))下接收指令并實(shí)時(shí)返回任務(wù)實(shí)施狀態(tài)給TOS(Terminal Operation System，碼頭管理系統(tǒng))，還會(huì)與STSMS(STS Management System,岸邊集裝箱起重機(jī)管理系統(tǒng))、CD(Crane Director，堆場(chǎng)起重機(jī)管理系統(tǒng))等多種設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。從接受任務(wù)指令到完成任務(wù)，存在著很多狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，通過GUI可以查看AGV運(yùn)輸過程中的實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)，并且GUI可針對(duì)AGV與各機(jī)種管理系統(tǒng)的異常情況進(jìn)行處理，增強(qiáng)AGV安全可控性。

2 GUI工程配置

GUI作為用戶操作界面，需要配置各MS的IP，ECS(Equipment Control System，設(shè)備控制系統(tǒng))數(shù)據(jù)庫(kù)地址，以便實(shí)時(shí)獲取各管理系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備設(shè)施的狀態(tài)。由于各管理系統(tǒng)是通過OPC(OLE for Process Control，用于過程控制OLE，是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))協(xié)議進(jìn)行傳輸，所以還需對(duì)服務(wù)器進(jìn)行配置。

(1)在GUI中打開工程文件，輸入用戶名和密碼并成功校驗(yàn)之后，可以進(jìn)入主菜單。進(jìn)入主菜單后在Tool菜單下方Option選項(xiàng)卡中，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接地址和相關(guān)MS的IP進(jìn)行配置，同時(shí)需要配置OPC_ALL Server所在服務(wù)器IP地址(見圖1)。完成數(shù)據(jù)庫(kù)配置后，點(diǎn)擊TestDB測(cè)試。

圖1 參數(shù)配置界面

(2)進(jìn)行VMS配置(見圖2)，點(diǎn)擊Test后完成。

圖2 VMS配置界面

(3)填寫OPC_ALL所在IP，OPC Name為：ZPMC.OPCServer.2，完成后點(diǎn)擊TestOP(見圖1)。點(diǎn)擊Save保存，完成工程配置。

3 GUI主要功能應(yīng)用

3.1 實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示

在實(shí)際作業(yè)中，快速準(zhǔn)確的追蹤目標(biāo)AGV是控制運(yùn)輸效率的關(guān)鍵。AGV單機(jī)通過磁釘獲取精準(zhǔn)位置信息[1]，通過通訊傳輸呈現(xiàn)在GUI全覽界面中(見圖3)。

圖3 GUI全覽界面

操作人員可根據(jù)車號(hào)定位現(xiàn)場(chǎng)AGV位置，若出現(xiàn)岸邊集裝箱起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱岸橋)斷檔情況，可迅速搜索目標(biāo)車號(hào),即刻跳轉(zhuǎn)至具體位置進(jìn)行查看。

AGV實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示是由用戶界面跟各STSMS、VMS、CD等建立通訊后得出的反饋，以圖像方式呈現(xiàn)在操作者眼前，在特定區(qū)域可以反映AGV單機(jī)信息和部分AGV控制信息。在單機(jī)信息中，可以定義為單機(jī)故障、電量、充電狀態(tài)和通訊狀態(tài)、車頭方向，位置等信息，可在AGV管理界面中查詢。

AGV控制狀態(tài)信息可顯示AGV處于手動(dòng)或自動(dòng)模式，并且提供AGV鎖閉區(qū)等重要信息。AGV行進(jìn)路徑經(jīng)避碰統(tǒng)一調(diào)度，可在鎖閉區(qū)停止行動(dòng)[2]，避免由于故障導(dǎo)致兩車或多車相碰或路徑重疊等情況；依靠AGV自身激光防撞技術(shù)可以防止手動(dòng)誤操作導(dǎo)致的一些錯(cuò)誤路徑。

AGV實(shí)時(shí)狀態(tài)一部分以AGV圖標(biāo)顯示，其他部分需點(diǎn)擊AGV Property，以文字信息方式顯示。同時(shí)，也有部分岸橋?qū)崟r(shí)狀態(tài)可通過點(diǎn)擊STS Property查詢，這些狀態(tài)信息也會(huì)在交通控制界面實(shí)時(shí)顯示。交通控制實(shí)時(shí)信息顯示包括車道、鎖閉區(qū)、路徑、禁行區(qū)、磁釘?shù)刃畔?，可以?dòng)態(tài)地顯示自動(dòng)化作業(yè)中各設(shè)備及場(chǎng)地的交通管理信息。由于是岸橋、AGV及自動(dòng)化軌道式龍門起重機(jī)協(xié)同調(diào)度[3]，GUI能夠做到統(tǒng)一整合，方便查看。

3.2 操作功能

在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作用中，有時(shí)需要中止自動(dòng)操作轉(zhuǎn)為人工干預(yù)處理。AGV操作功能可以對(duì)于單個(gè)或者多個(gè)AGV進(jìn)行包括Power On切換模式、人工介入發(fā)送任務(wù)等操作，提供實(shí)際作業(yè)中必要的一些人工輔助處理，滿足特定工作人員對(duì)各AGV獨(dú)立操作的需求。在GUI界面function功能中，分別預(yù)設(shè)主要功能按鈕Disable(將AGV移出車隊(duì)功能)、Reset(單AGV復(fù)位功能)、Resume(單AGV暫?；謴?fù)功能)、Pause(單AGV暫停功能)等。選中指定AGV右鍵點(diǎn)擊，可以實(shí)現(xiàn)REMOTE/AUTO的切換。任務(wù)層面的取消也可使用abort tos job(放棄tos任務(wù))等按鈕操作。

通過設(shè)置不同的權(quán)限，能使不同崗位的中控人員進(jìn)行最大范圍崗位職責(zé)內(nèi)的操作，最大程度提升碼頭自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.3 異常顯示報(bào)告功能

生產(chǎn)作業(yè)過程中會(huì)有異常情況需要處理。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)，首先要確認(rèn)這些異常顯示的位置，此時(shí)相關(guān)信息自動(dòng)彈出在異常列表中，使操作人員一目了然，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)做出處理，從而減少對(duì)生產(chǎn)的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

在自動(dòng)化集裝箱碼頭實(shí)際應(yīng)用表明，GUI能夠集成各個(gè)管理系統(tǒng)，界面簡(jiǎn)潔、實(shí)用，可充分體現(xiàn)無人化的優(yōu)點(diǎn)，提高AGV的管控效率。