一種智能AGV運(yùn)輸設(shè)備與生產(chǎn)管控系統(tǒng)接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

史軍倉(cāng)

(中色科技股份有限公司,河南 洛陽(yáng) 471039)

隨著工廠自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)技術(shù)逐步發(fā)展,以及柔性制造系統(tǒng)、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的廣泛應(yīng)用,AGV(Automated Guided Vehicle)作為聯(lián)系和調(diào)節(jié)離散型物流管理系統(tǒng)使其作業(yè)連續(xù)化的必要自動(dòng)化搬運(yùn)裝卸手段,其應(yīng)用范圍和技術(shù)水平得到了迅猛的發(fā)展。使用AGV結(jié)合生產(chǎn)管理系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)。第一,自動(dòng)化程度高?？赏耆捎?jì)算機(jī)進(jìn)行控制,由接口程序或者人工向其計(jì)算機(jī)控制終端輸入相關(guān)信息,計(jì)算機(jī)終端再將信息發(fā)送給電控設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。與生產(chǎn)管理系統(tǒng)相結(jié)合更能發(fā)揮AGV的價(jià)值所在。生產(chǎn)管控系統(tǒng)發(fā)送任務(wù)給AGV,無需人工再進(jìn)行干預(yù),管控系統(tǒng)可多工序發(fā)送任務(wù),AGV會(huì)進(jìn)行任務(wù)歸類排隊(duì),大大提高運(yùn)輸自動(dòng)化效率。第二,安全性高。AGV的導(dǎo)引路徑是提前設(shè)定好的,多個(gè)AGV之間避免碰撞,可視化傳感器和機(jī)械防撞措施使其免遭碰撞。降低了人工在車間進(jìn)行搬運(yùn)的高風(fēng)險(xiǎn)性,AGV還可在復(fù)雜的環(huán)境中工作,提高了操作工的安全性。第三,降低了生產(chǎn)成本。AGV 系統(tǒng)的資金投入是短期的,人工成本是不斷增加。AGV保證設(shè)備運(yùn)行正常的前提下,可以做到有任務(wù)就工作。第四,極大的提升了物流管理的水平,提高運(yùn)輸效率,提高貨位利用率,可視化的查詢使得找料變得更加快捷。

1 AGV與生產(chǎn)管控系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)

1.1 AGV與生產(chǎn)管控系統(tǒng)交互方式

(1)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議HTTP/webservice。這是目前用的最多的接口方式,其中以HTTP方式接口最多,這種模式是AGV方提供接口。這兩種方式都是被動(dòng)的接口,接口程序部署在服務(wù)器上,生產(chǎn)管控系統(tǒng)或者WMS會(huì)調(diào)用接口的方法。(2)AGV和生產(chǎn)管控系統(tǒng)開發(fā)各自的接口程序,相互調(diào)用對(duì)方接口進(jìn)行信息交互,包括信息交互前的握手。(3)數(shù)據(jù)表公開的方式進(jìn)行接口對(duì)接。雙方協(xié)定好中間表的格式,直接通過應(yīng)用程序,雙方都可寫入或者讀取信息交互。(4)直接進(jìn)行PLC的對(duì)接,通訊方式有TCP/IP、485、232進(jìn)行連接通訊直接控制AGV小車。

1.2 設(shè)計(jì)架構(gòu)

本文設(shè)計(jì)接口模式為公用表加HTTP的模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。AGV系統(tǒng)提供公共的接口數(shù)據(jù)表,單獨(dú)開發(fā)接口程序訪問數(shù)據(jù)表和生產(chǎn)管控系統(tǒng)(圖1)。

圖1Fig.1

1.3 AGV設(shè)備接口

AGV運(yùn)輸設(shè)備需要第三方提供,并提供設(shè)備的路線規(guī)劃圖,物料的位置信息等。生產(chǎn)管控系統(tǒng)與運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,才能達(dá)到運(yùn)輸目的。數(shù)據(jù)接口要實(shí)現(xiàn)對(duì)AGV控制。生產(chǎn)管控系統(tǒng)發(fā)送指令,先與AGV設(shè)備握手,保證設(shè)備是正常運(yùn)轉(zhuǎn)的,AGV收到指令后進(jìn)行動(dòng)作,動(dòng)作完成后返回執(zhí)行狀態(tài)給生產(chǎn)管控系統(tǒng),生成管控系統(tǒng)收到信息后在系統(tǒng)進(jìn)行信息確認(rèn)、并記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)。

2 AGV與生產(chǎn)管控系統(tǒng)接口實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是AGV只負(fù)責(zé)物料的轉(zhuǎn)運(yùn),不涉及AGV自帶庫(kù)存管理,這樣可以避免更多的數(shù)據(jù)交互,以及數(shù)據(jù)交互直接產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不一致。全部的物流數(shù)據(jù)集中在生產(chǎn)管控系統(tǒng)中,方便以后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)集中在一個(gè)平臺(tái)。

2.1 公共信息交互表

公共交互信息表包含兩個(gè),第一個(gè)是小車及其站點(diǎn)的定義。小車的站點(diǎn)與生產(chǎn)管控系統(tǒng)定義的小車編碼,站點(diǎn)位置信息在這個(gè)表單中定義。第二個(gè)是AGV任務(wù)表,它是AGV的任務(wù)來源表單,任務(wù)表單可包含任務(wù)名稱,任務(wù)名稱可用無重復(fù)的UUID;任務(wù)狀態(tài)字段記錄任務(wù)完成的各個(gè)階段,如等待、執(zhí)行、完成、故障等,任務(wù)完成后反寫此字段;任務(wù)的起始貨位編碼和放置貨位編碼;運(yùn)輸任務(wù)的類型可分取料、放料、行走、充電狀態(tài)等;運(yùn)輸物料的批號(hào)。其他還有小車狀態(tài)的表單等。其中任務(wù)表參考圖如圖2所示。

圖2Fig.2

2.2 標(biāo)準(zhǔn)API接口的實(shí)現(xiàn)

接口程序?qū)崿F(xiàn)要注意幾個(gè)節(jié)點(diǎn),第一個(gè)是接口的安全性,此處不再詳述,接口程序開發(fā)工具不同,安全的安全模式也不同。第二是訪問設(shè)備的,在進(jìn)行數(shù)據(jù)交互之前,接口需要訪問設(shè)備在充電或者有故障的時(shí)候可先進(jìn)行攔截,以便在實(shí)際工作中做出合理的物料調(diào)配。實(shí)現(xiàn)如圖3所示。

圖3Fig.3

第三是生產(chǎn)管控系統(tǒng)與接口程序的數(shù)據(jù)交互,包含獲取AGV任務(wù)表的所有數(shù)據(jù)到生產(chǎn)管控系統(tǒng),生產(chǎn)管控系統(tǒng)再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行篩選使用;向AGV表中插入數(shù)據(jù)接口,查詢數(shù)據(jù)接口等;也可根據(jù)實(shí)際情況定義接口。實(shí)現(xiàn)如圖4所示。

圖4Fig.4

最后是生產(chǎn)管控系統(tǒng)對(duì)接口的調(diào)用,首先與設(shè)備接口進(jìn)行握手,握手成功后,再進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。實(shí)現(xiàn)如圖5所示。

圖5Fig.5

3 結(jié)論

本文介紹了AGV運(yùn)輸設(shè)備與生產(chǎn)管控系統(tǒng)之間橋梁接口程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),通過系統(tǒng)構(gòu)建中間表單,通過接口程序去訪問中間表單,實(shí)現(xiàn)通過生產(chǎn)管控系統(tǒng)調(diào)用接口程序,接口程序?qū)懭肴蝿?wù)調(diào)動(dòng)AGV去執(zhí)行運(yùn)輸任務(wù)。智能物流是企業(yè)物流發(fā)展的重要方向之一,通過接口程序可提高數(shù)據(jù)交互的效率,接口程序部署在服務(wù)器上,各個(gè)客戶端直接調(diào)用接口,方便快捷。這種模式是目前生產(chǎn)管控系統(tǒng)與AGV交互最多的模式之一。