本文涉及工業(yè)生產(chǎn)中基于件次的物料的跟蹤系統(tǒng)，屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。使用程序配置表在系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)生成物料跟蹤區(qū)域，在跟蹤系統(tǒng)使用過程中，即保證了基于件次的物料的動(dòng)態(tài)跟蹤系統(tǒng)得正常工作，又提高了系統(tǒng)可移植性、穩(wěn)定性和擴(kuò)展性。

【關(guān)鍵詞】物料跟蹤 區(qū)域配置 工藝路線

1 背景

在生產(chǎn)自動(dòng)化中，物料跟蹤系統(tǒng)首先要按照工藝生產(chǎn)路線分成若干跟蹤區(qū)域。然后，從物料進(jìn)入跟蹤區(qū)開始跟蹤，直到出跟蹤區(qū)為止，由物料跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行控制，來實(shí)現(xiàn)物料的實(shí)時(shí)位置跟蹤。在與MES相接中，跟蹤系統(tǒng)為MES提供由原料到成品的物料標(biāo)識(shí)，并為下線收集提供物料的跟蹤順序。

隨著生產(chǎn)的穩(wěn)定，為了開發(fā)新產(chǎn)品或提高產(chǎn)品質(zhì)量，工藝路線不可避免的需要進(jìn)行改造，比如增加工序或子工藝路線。這在以往跟蹤系統(tǒng)中，由于的程序的跟蹤路徑是根據(jù)特定的工藝路線定制出來的，如果工藝路線發(fā)生變化，跟蹤系統(tǒng)就需要重新開發(fā)或加以改造，造成人力和時(shí)間的浪費(fèi)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想

本系統(tǒng)目的是提供一種通用的基于件次的物料跟蹤系統(tǒng)，通過工藝路線的程序可識(shí)別描述，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別要跟蹤的區(qū)域，形成新的跟蹤系統(tǒng)正常工作，解決由于工藝路線差異的造成跟蹤系統(tǒng)重新開發(fā)或加以改造的問題。

通過系統(tǒng)維護(hù)人員根據(jù)具體工藝路線對(duì)配置文件進(jìn)行設(shè)定，經(jīng)過此通用的基于件次的物料跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行初始化后，自動(dòng)判斷物料位置以及物料運(yùn)動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)該工藝路線下物料的實(shí)時(shí)跟蹤。如果工藝路線發(fā)生改變，只需更改配置文件的設(shè)定，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)識(shí)別新的工藝路線從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的跟蹤。具體技術(shù)方案如下：

第一步 建立配置表：按需求劃分區(qū)域后，為每個(gè)區(qū)域編號(hào)，存儲(chǔ)到配置表中的“本區(qū)域編號(hào)”的位置，“本區(qū)域編號(hào)”的值必須從0開始而且是連續(xù)的；再確定每個(gè)區(qū)域的前一個(gè)區(qū)域，將其編號(hào)存儲(chǔ)到配置表中的“前一個(gè)區(qū)域編號(hào)”的位置，如果是整條生產(chǎn)線的入口區(qū)域，也就是說它沒有前一個(gè)區(qū)域的話，將“本區(qū)域編號(hào)”的值存儲(chǔ)到配置表中的“前一個(gè)區(qū)域編號(hào)”的位置；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)作為跟蹤觸發(fā)信號(hào)的信息存儲(chǔ)到配置表中的“進(jìn)入本區(qū)域識(shí)別標(biāo)志”的位置；將每個(gè)編號(hào)對(duì)應(yīng)區(qū)域的名稱存儲(chǔ)到配置表中的“區(qū)域名”的位置。

第二步 系統(tǒng)初始化：系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，讀取配置表中區(qū)域總數(shù)n，按區(qū)域總數(shù)n生成n個(gè)跟蹤隊(duì)列和區(qū)域隊(duì)列，跟蹤隊(duì)列0、跟蹤隊(duì)列1…跟蹤隊(duì)列n-1和區(qū)域隊(duì)列0、區(qū)域隊(duì)列1…區(qū)域隊(duì)列n-1；按“本區(qū)域編號(hào)”升序，讀取配置表中第一行的“本區(qū)域編號(hào)”的值也就是0，同時(shí)讀取配置表中第一行的 “區(qū)域名”的值存入?yún)^(qū)域隊(duì)列0中，這樣跟蹤隊(duì)列0管理該區(qū)域中物料的件數(shù)和前后順序，依次類推。

第三步 觸發(fā)信號(hào)到達(dá)：按照跟蹤觸發(fā)信號(hào)的信息到配置表中的“進(jìn)入本區(qū)域識(shí)別標(biāo)志”查找對(duì)應(yīng)的記錄行。讀取對(duì)應(yīng)行的“本區(qū)域編號(hào)”的值和“前一個(gè)區(qū)域編號(hào)”的值存入臨時(shí)變量var1、var2中。其中，var1存儲(chǔ)“本區(qū)域編號(hào)”的值，var2存儲(chǔ)“前一個(gè)區(qū)域編號(hào)”的值。

第四步 判斷本區(qū)域是否為入口區(qū)域：判斷變量var1和var2的值是否相等，如果相等，判斷為入口區(qū)，執(zhí)行第五步；如果不等，判斷為正常物料移動(dòng)，執(zhí)行第六步。

第五步 物料進(jìn)入跟蹤區(qū)：銜接上道工序的物料標(biāo)識(shí)，將該物料標(biāo)識(shí)進(jìn)入跟蹤隊(duì)列0進(jìn)行跟蹤管理。

第六步 判斷前一個(gè)區(qū)域是否有物料：判斷以var2的值對(duì)應(yīng)的跟蹤隊(duì)列中物料標(biāo)識(shí)的數(shù)量，如果為0，表示沒有物料，程序結(jié)束；如果不為0，表示有物料，執(zhí)行第七步。

第七步 將前一個(gè)區(qū)域第一件物料移至本區(qū)域：獲取以var2的值對(duì)應(yīng)的跟蹤隊(duì)列中第一件物料標(biāo)識(shí)，將該物料標(biāo)識(shí)移出以var2的值對(duì)應(yīng)的跟蹤隊(duì)列。同時(shí)，將該物料標(biāo)識(shí)添加到以var1的值對(duì)應(yīng)的跟蹤隊(duì)列最后的位置。程序結(jié)束。

本跟蹤系統(tǒng)能夠有效改善現(xiàn)場(chǎng)由于工藝路線改變帶來的跟蹤系統(tǒng)必須改造的現(xiàn)狀，提高工作效率，保證跟蹤系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

可移植性：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝路線配置后，跟蹤系統(tǒng)直接上線運(yùn)行。解決了以往的跟蹤系統(tǒng)需要先確定工藝路線，再依據(jù)區(qū)域定義數(shù)組管理定制開發(fā)的局限性，如果工藝路線發(fā)生變更，不需要重新設(shè)計(jì)、開發(fā)，大大降低了開發(fā)成本。

穩(wěn)定性：對(duì)于新的生產(chǎn)線，系統(tǒng)內(nèi)核不需要重新開發(fā)，只需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝路線進(jìn)行描述定義即可。這樣能夠保證系統(tǒng)內(nèi)核版本穩(wěn)定，不做頻繁的更改。

擴(kuò)展性：跟蹤系統(tǒng)上線后，由于現(xiàn)場(chǎng)需要增加工序，只需更改工藝路線配置即可，降低了系統(tǒng)的改造成本。

3 具體實(shí)施

下面用個(gè)例子說明：

假設(shè)某工廠的工藝路線為從1號(hào)區(qū)域?yàn)槿肟冢垂ば蛭锪霞瓤梢匀?號(hào)區(qū)域加工也可以去3號(hào)區(qū)域加工，工藝路線描述為：

系統(tǒng)啟動(dòng)后，自動(dòng)按配置文件進(jìn)行系統(tǒng)初始化，將動(dòng)態(tài)數(shù)組Array下標(biāo)設(shè)置為區(qū)域數(shù)，當(dāng)前為3。系統(tǒng)中的Array數(shù)組下標(biāo)為0，即對(duì)應(yīng)1號(hào)區(qū)域；為1對(duì)應(yīng)2號(hào)區(qū)域；為2對(duì)應(yīng)3號(hào)區(qū)域。系統(tǒng)根據(jù)配置表發(fā)現(xiàn)本區(qū)域和上一個(gè)區(qū)域都為0表示為入口區(qū)；本區(qū)域編號(hào)沒有出現(xiàn)在上一區(qū)域編號(hào)表示為出口區(qū)域。本例中，1號(hào)區(qū)域?yàn)槿肟趨^(qū)域，2、3號(hào)區(qū)域?yàn)槌隹趨^(qū)域。當(dāng)跟蹤系統(tǒng)接收到“1050”觸發(fā)，物料在1號(hào)區(qū)域顯示，在來“1050”觸發(fā)，第二根物料顯示在上根的下方（采用先進(jìn)先出的隊(duì)列的思想）；在來“1055”觸發(fā)，跟蹤系統(tǒng)依據(jù)配置表知道目標(biāo)區(qū)域?yàn)榫幪?hào)為1的2號(hào)區(qū)域，來源是編號(hào)為0的1號(hào)區(qū)域，跟蹤系統(tǒng)將1號(hào)區(qū)域中第一根物料下移到2號(hào)區(qū)域。以此類推，依據(jù)觸發(fā)信號(hào)完成物料跟蹤。再假設(shè)由于系統(tǒng)添加工序，將2號(hào)區(qū)域的物料送往4號(hào)區(qū)域進(jìn)行精加工，只需修改工藝路線描述，更改后的工藝路線描述為：

作者簡(jiǎn)介

李明偉（1981-），男，河北省衡水市人。中級(jí)職稱，碩士學(xué)位。

作者單位

唐山鋼鐵集團(tuán)微爾自動(dòng)化有限公司 河北省唐山市 063000