1、煙草物流過程AGV控制系統運用隨著物流系統對降低倉儲成本，改善倉儲環境作用的逐漸廣泛認知，煙草行業開始普遍興建物流庫。天津卷煙廠“十一五”技改一期工程中，建設了包括濾棒庫、輔料平衡庫、片煙高架庫、煙絲庫在內的四個物流庫，對優化人員結構、增加設備自動化技術含量發揮了很大作用1。一個完善的自動化立體倉庫系統應當由高層貨架、巷道堆垛起重機（有軌堆垛機）、出入庫輸送機系統、自動化控制系統、計算機倉庫管理系統及其周邊設備組成，是一個可對集裝單元貨物實現自動化保管和計算機管理的智能倉庫。自動化立體倉庫系統類型包括托盤單元式自動倉庫（palletunitAS/RS）、箱盒單元式自動倉庫（finestocke

2、r）、揀選式高層貨架倉庫（pickstock-er）、單元/揀選式自動倉庫（unit-pickstocker）、高架叉車倉庫（rackforkstocker）等。其中，采用托盤集裝單元方式來保管物料的自動倉庫是天津卷煙廠采用的模式。如何使得物流系統發揮其最大的功效，通過合理的管理措施和技術手段實現設備的最佳最優運行，是物流系統管理者亟需考慮的問題。本文從輔料平衡庫的終端設備AGV（自動導引運輸車）入手，通過各種手段的綜合運用，最大限度地提高AGV的工作效率，保證輔料運送系統的正常工作，穩定卷包車間的生產秩序。1煙草輔料運送系統的工藝流程煙草生產過程中的輔料運送系統包括卷包機組與成型機臺輔料運送

3、，如圖1、2所示。在每個運送流程中，主要由卷包機組或成型機組、輔料庫、輔料配盤間和廢料回收部分組成，并完成機臺要料、空盤回收、余料退庫、殘煙回收、廢料回收等任務。當機臺呼叫（指卷包機組、成型機組等的要料、退盤、退料等功能要求）時，由擋車工在機臺電腦產生指令，發送至輔料平衡庫管理計算機，該管理計算機將指令下發至AGV管理調度計算機，定時生成指令（主要指殘煙、廢料回收等預先確定指令）由AGV管理調度計算機自發產生。任務指令由AGV管理調度計算機通過無線電通訊系統自動將任務分配給離作業任務點最近的AGV，AGV根據指令按預先制定的路徑自動駛向作業點進行作業。2AGV概述AGV為自動導引運輸車，是指裝

4、備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能3的運輸車。它的主要功能表現為能在計算機監控下，按路徑規劃和作業要求，精確地行走并?？康街付ǖ攸c，完成一系列作業功能。在自動化物流系統中，能充分體現AGV的自動性和柔性，實現高效、經濟、靈活的無人化運送，AGV已被稱作是現代物流系統的動脈2。3系統結構與功能AGV系統所在的整個輔料庫自動化物流系統可劃分為調度控制層和設備執行層，如圖3所示。調度控制層主要實現對AGV的合理調度和實時狀態監控管理。對于AGV進行檢測和控制的電控系統屬于整個體系結構中的設備執行層。調度控制層與設備執行層通過無線局域網進行通信。一方面

5、為調度控制層提供現場生產數據和物流信息；另一方面接收調度監控系統向下發布的生產任務和設備調度信息，以完成設備執行層和調度控制層之間的信息流交互。3.1調度控制層調度控制層由1臺連接在工業以太網上的監控調度計算機、多臺操作終端計算機組成。操作終端通過網絡交換機與監控調度計算機進行通信。3.1.1監控調度計算機監控調度計算機內置NTC8000物流專用監控軟件，該系統軟件根據有限空間最大存儲量原則，按照AGV送料方式進行設計，對AGV合理調度、路徑優化，利用率高，具有開放性和可擴展性，便于根據AGV數量、路徑等內容的調整而調整。同時具備數據自動檢錄、記錄、統計、報表生成及打印、查詢等功能。（1）任務

6、分配監控調度計算機是AGV系統中的調度管理員，它向上可以與上級管理計算機相連接，向下通過無線局域網與系統中的AGV相連接，根據系統中上級管理計算機或外部配合信號情況，以及AGV系統的當前狀況決定是否產生系統任務，并按一定的原則指派合適的AGV去完成任務。（2）避碰管理在多AGV系統中，AGV是按照各自的任務程序運行的，各AGV本身不能進行系統避碰協調，AGV系統控制臺可根據系統中各AGV的位置與狀態自動地發現可能發生碰撞的情況，并發出掛起指令，暫時停止低優先級AGV的運行，在碰撞的可能性消失時，能夠發出指令解除AGV的掛起，允許AGV繼續運行。（3）AGV充電管理當AGV系統中的多個充電站共用

7、一個充電機時，或AGV系統中有多個充電機時，AGV系統控制臺負責協調各AGV的充電順序與充電時間，保證系統中各AGV的電量處于較佳的狀態；當系統中有優先級較高的事件發生時，控制臺還可強制解除指定AGV的充電操作。（4）控制臺人工操作在監控調度計算機上，操作人員可以通過屏幕的顯示觀察地圖、AGV的位置與狀態、系統任務的運行情況等，對系統的運行進行一些相關的設置，并可對一些特殊情況進行查看和操作。3.1.2操作員終端設置在機臺的操作員終端是提供給現場操作人員的人機界面，連接到Profinet總線上與主控制器通信，用于查詢所管轄的流程段中設備的狀況、物流信息等，并可對控制設備進行故障診斷、故障報警和

8、信息參數維護。與AGV管理控制及監控計算機連接，作為調度控制層的人機接口，根據現場生產需要，由現場人員在操作員終端上進行操作，對AGV的工作內容發出操作指令，AGV的路徑根據工作內容及信息管理層的數據庫信息，執行輸送作業。3.2設備執行層設備執行層主要由多臺AGV組成。該系統選用的是以VMC500為主控制器的BJ311型AGV，是一種集光、機、電、計算機信息等現代高新技術于一體的物料搬運設備。由車載激光掃描器實現激光導航及定位，主要以電池為動力，由車載控制系統控制行走和載運貨物，通過執行802.11b無線通信標準、頻率為2.4GHz、通信速度為11Mb/s的無線通信實現與上位調度系統聯系，并能

9、在計算機監控下，按路徑規劃和作業要求，精確地行走并?？康街付ǖ攸c，完成裝卸貨物、自動充電等任務。在行駛過程中AGV利用激光頭對周圍反射板的掃描和計算來導航并修正自身的偏差，從而保證行走和定位的精度。3.2.1AGV運行過程天津卷煙廠的AGV運行過程可簡要描述為：通過工業以太網絡、網絡交換機和無線AP設備，對AGV系統中的控制單元采用無線的方式發出操作指令，AGV系統自動根據指令以及激光掃描器、接近開關等檢測單元檢測到的信息，完成設備執行層的物流任務；同時，經網絡交換機和無線AP設備以及ProfiNet工業總線，傳遞控制過程的實時信息，通過工業以太網將電控系統與上位管理、調度、監控系統連接起來。3.2.2AGV的主要功能（1）機臺要料：機臺上有要料需求時，擋車工通過機臺電腦進行操作，在下達命令后，AGV從輔料庫相應出庫站臺取托盤送至機臺位置。（2）空盤回收：機臺上輔料托盤輔料耗用完畢后，擋車工通過機臺電腦進行操作，AGV接到任務命令后，對空托盤進行回收。（3）殘煙、廢料機臺呼叫回收：卷包機組由于調試等原因產生大量殘煙、廢料時，擋車工通過機臺電腦進行操作，AGV接到任務命令后，對殘煙、廢料進行回收。（4）殘煙、廢料定時回收：按照車間生產線預先設定的時間，AGV管理計算機會定時產生任務，使AGV在指定機組范圍內巡弋，逐臺回收。（5）余料退庫：遇放假等情況時，為確保輔料的溫濕度