AB 大型PLC在行李自動分揀系統中的應用
2019-06-11  來源: 本站

 1 引言
  隨著國內航空市場的快速發展、機場進出港旅客數量的不斷增加,機場信息系統對計算機自動化和集成的要求越來越高,運輸系統對旅客行李分揀系統的處理能力也提出了越來越高的要求,越來越多的機場開始使用行李自動分揀系統。機場旅客行李自動分揀系統是一套面向大中型機場,對旅客行李進行集中統一的傳送、分揀與處理的一套自動化系統,集計算機、工業控制網絡、PLC及電氣控制技術于一體,有快速、高效、集成度高等優點,具有廣闊的應用前景。先進的自動分揀技術以前一直由國外發達國家掌握,目前我國各大機場使用的行李自動分揀系統大部分都是引進國外的成套系統,雖然性能不錯,但是價格昂貴。近年來國內也有單位正在投入力量積極研發具有自主知識產權的行李自動分揀系統解決方案,本文介紹一種由國外開發的行李自動分揀系統在某機場的應用。
  
  
  2 行李自動分揀系統介紹
  2.1 控制系統結構
  行李分揀系統(BHS)控制離港和到港兩部分系統設備,,采用信息網、控制網和遠程I/O鏈路三級控制結構。兩臺離港上位控制機采用WINDOWS NT4.0操作系統和INTOUCH 7.0工業組態軟件,互為熱備,配置雙網卡,除與機場計算機集成系統(SI)以及計算機離港控制系統(DCS)構成以太網外,還與下位主控制器PLC構成以太網。PLC選用 A-B公司的兩臺大型處理器PLC-5/80,互為熱備。 PLC-5/80不僅具有豐富的邏輯處理能力,并具有非常強大的數據處理能力。系統結構如圖1所示。
  
  


 


  
  2.2 自動分揀原理
  行李自動分揀系統(BHS)必須和機場計算機集成系統(SI)以及計算機離港控制系統(DCS)進行實時的數據交換,并把獲得的數據發送給下位PLC-5/80進行處理。網絡拓撲結構如圖2
  
  


 


  
  PLC-5/80必須獲取以下三種數據信息:
  A 航班信息。此信息由行李分揀系統上位機從機場計算機集成系統的航班數據庫讀取,并轉發給下位PLC。航班信息包含的內容有:航班號、目的地代碼、值機開始時間、值機結束時間、起飛時間。
  B BSM報文(Baggage Source Message)。旅客在辦理行李交運時,由值機計算機生成。民航總局的報文主機采集此信息,發送到機場計算機離港系統,然后通過行李分揀系統的報文接口機發送給行李分揀上位控制機,上位控制機將報文通過內部LAN傳遞給PLC 。行李報文包含有航班號、 目的地代碼、流水號、行李件數等信息.
  C 行李條碼信息。行李條碼包含行李流水號,旅客在辦理行李交運時,由值機計算機生成,并被打印成條型碼標簽貼在旅客交運的行李上。當行李通過掃描站時,條型碼信息被讀碼器自動掃描,并傳遞給PLC
  要實現自動分揀,PLC必須對得到的數據信息進行兩次比較。首先,PLC將行李條碼信息和報文信息進行逐一比較,如果行李條碼信息和報文信息中有相同的行李流水號,就判定此條碼和報文屬于同一行李的信息(條碼信息包含有行李流水號,報文中包含有行李流水號和航班號信息);然后,報文信息和PLC中的航班分配表中的航班進行逐一比較,如果兩者相應的信息段相同(航班號,目的地代碼),就會判定貼有此條碼標簽的行李屬于該航班。數據流程如圖3所示。
  
  


 


  
  2.3 InTouch7.0組態軟件
  InTouch是本系統中所有信息交互的中樞,航班信息和報文信息都是通過InTouch發送給下位控制機PLC的。InTouch是由wonderware公司開發的面向工業控制的人機對話界面(HMI)開發工具,提供了組態環境WindowMaker和運行環境WindowViewer。在組態環境下定制系統,進行數據庫組態,畫面組態,定義系統的數據采集和控制任務。在運行環境中通過執行 InTouch QuickScripts來實施這些任務,進行報警和行歷史數據的記錄和報告,并將數據實時傳輸給本站的其它任務和網上其它工作站。InTouch7.0支持動態數據交換(DDE),能夠用作 DDE SuiteLink 通訊協議的客戶和服務器。通過DDESuiteLinkInTouch7.0能與其他 Windows 程序、Wonderware I/O 服務器和第三方 I/O 服務器程序實現通訊。本系統使用Wonderware的以太網(EtherNet)通訊協議服務器ABTCP,實現INTOUCH與下位PLC通訊。
  與DDE命名規則一致,InTouch通過一個三部分命名約定來標志在I/O服務器程序中的數據元素,包括VIEW(應用程序名)TAGNAME(主題名)和ActualTagname (項目名)。為了從另一個應用程序中得到數據,客戶機程序(InTouch)通過指定這三項打開到服務器程序的一個通道。此外,它必須知道提供該數據值的應用程序名,應用程序中包含該數據值的主題名和項目名。當另一Windows應用程序從InTouch中請求一個數據值時,它也必須知道這三個I/O地址項。I/O類型標記名必須與一個訪問名相聯系,訪問名包含了用來與其他I/O數據源通訊的信息,這些信息包括節點名,應用程序名和主題名。
  
  
  3 信息接口
  3.1 航班信息接口
  機場計算機集成系統(SI)的航班數據庫SYBASE根據航班計劃預先錄入整日的航班信息。SYBASE是客戶/服務器體系結構的數據庫管理系統,裝有SYBASE客戶端軟件的行李分揀系統上位控制機,從SYBASE航班數據庫調用航班信息,并按照值機開始時間的先后次序給航班排序。滑槽資源是有限的,行李分揀系統總是為在當前一段時間內最先值機的航班分配行李滑槽,當有航班值機結束,刪除該航班,調入新的航班。這就要求從航班數據庫讀出的航班信息必須經過處理才能為行李分揀系統使用。InTouch的數據處理能力有限,本系統采用EXCEL通過ODBC訪問SYBASE,并把讀到的航班信息做數據處理,再根據滑槽資源情況,定制滑槽分配表,建立滑槽與航班的一一對應關系。InTouch通過DDE方式從EXCEL中讀入滑槽分配表,再通過以太網I/O服務器ABTCP,把滑槽分配表發送給下位的PLC-5/80數據庫。這樣,在下位PLC就建立了航班和行李滑槽一一對應的關系。PLC通過接收另外兩個信息:行李條碼和報文來確定行李屬于哪個航班。這樣,確定了行李的航班號,也就確定了該行李的滑槽號。
  3.2 BSM報文信息接口
  本系統設有專用的報文接口機與機場離港系統相連,從民航總局的報文主機實時接收行李報文并轉發給行李分揀系統上位機。接口軟件采用中國航信的機場行李處理系統接口軟件--通用行李接口軟件,該軟件采用的Socket接口是TCP/IP網絡的應用程序接口,通信連接速度快、數據傳輸實時,有操作簡捷、功能豐富、界面友好等優點。
  3.3 行李條碼信息接口
  本系統采用Metrologic公司的LS8500全息條碼掃描器對行李條碼進行識讀,該掃描器集光學掃描系統、信號整形電路、譯碼電路三部分于一體,采用RS-232方式與掃描接口模塊相連。掃描接口選用A-B公司的2760-RB柔性接口模塊,安裝在A-B 1771遠程I/O機架RACK17RACK20中,通過遠程I/O適配器1771-ASB連入PLC-5/80的遠程I/O鏈路。
  
  PLC獲取了以上3種數據信息,通過定制滑槽分配表,確定了滑槽與航班的對應關系;通過比較數據,確定了行李的航班號。這樣,就確定了行李與滑槽的對應關系。然后,采用虛擬窗口技術的PLC編程方法,來確定每個滑槽的位置,并實時跟蹤傳送帶上的行李位置,使行李準確的找到對應的滑槽。
  
  
  


 


  4.結束語
  旅客行李自動分揀系統在實際應用中,故障率低,處理速度快,顯著地改善了機場的運營、服務水平,發揮了很好的經濟效益和社會效益。首先,行李的自動傳輸與分揀可以提高工作效率、減輕勞動強度、減少甚至杜絕差錯。第二,該系統同離港系統配合可以實現開放式柜臺辦票,即旅客可在其航班截止辦票之前的任何時間在任意柜臺辦理值機手續,在方便旅客之余有效降低高峰時間的業務流量。第三,該系統所采集的行李數據實現了物流與信息流的有機結合,是機場信息化管理的基礎,同時支持機場間的數據共享,以提供行李的跟蹤查詢等增值服務。
  但系統在設計上也有不足之處,我們進行了一系列技術改造,如上位機升級、節能和掃描器電源斷電等,特別是進出港控制系統分離和增加PanelView應急操作終端的改造,很大程度上提高了系統穩定性和應急處理能力。改造后的控制結構圖如圖4。另外,因為航班數據庫在后臺,當行李分揀系統上位機重新啟動后,滑槽會重新分配,造成行李混亂現象。如果改造航班數據庫為前臺數據庫,上位機重啟后會保持之前滑槽分配表的數據不變。此外,滑槽是按航班目的地分配的,當一個航班有多個目的地時,會占用多個滑槽,如果滑槽資源不夠,正在值機又沒有滑槽的航班行李會因為無滑槽而大量棄包。改變滑槽分配規則,使多目的地航班占用一個滑槽,可以改善這一狀況,降低行李的棄包比率。因此,以上兩點將是系統下一步技術改造的課題。

  

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