AGV实时任务监控系统设计

0 引言

自动导引小车( automated guided vehicle，AGV) 是现代工业生产中重要的运输设备，其投入使用极大地提高了工厂的运输和生产效率，减少了人力成本，是数字化工厂中不可缺少的组成部分。同时，现行的设备监控方案多使用视屏监控系统，在中控室通过视屏影像集中监控设备运行状况［1］。其优点是通过可视化监控手段，使监控效果清晰明了［2］。但其不足之处在实际使用过程中也同样十分突出。首先，视屏监控只能通过设备的外现判断设备是否工作正常，如堵塞停止、冲撞损害、短路烧毁等，当设备表现出明显故障时，往往已经造成较严重的生产事故，无法实时监控设备的实际工作状况和运行状态［3］。其次，视屏监控对于远端监控较为有利，但现场工作人员更希望设备本身能够显示其工作状态及实时运行任务等信息，以便直接判断设备的工作状况，从而有较为充裕的时间处理设备特殊状况及调整相关生产运行任务，达到提高生产效率的目的。同时，现有的大多数监控系统大多独立于整个设备系统，数据获取不便且监控具有时间延时，无法达到实时监控的目的［4］，很难实现监控系统的信息共享和平台的无缝连接，为后期系统平台的升级和改造带来诸多不便。

针对以上设备监控的实际需求，本文提出并设计了一种基于 Qt 的 AGV 实时任务监控系统。该系统选用 15 英寸( 1 英寸 = 25． 4 mm) 工控机作为终端显示设备，使用 Qt 完成上位机的设计与编写，构建面向局域网的 OPC 系统框架［5］。利用 AGV 系统网络，实时同步访问接收来自系统的调度任务信息和 AGV 的车身状态数据信息。通过对数据进行分析解码后在终端实时显示其工作状况，并使用 SQL Server 2008 数据库记录设备运行时的调度指令、故障状况等数据信息。同时，系统设计根据需求采用模块化的设计方法，减少子系统间的系统耦合度，便于后期系统的维护与升级。

1 系统方案与设计

系统结构框图如图 1 所示。

图 1 系统结构框图

为充分适应一线生产对设备监控的实际需求，该系统设计分为三层，分别为数据获取层、通信传输层和应用显示层［6］。数据获取层主要完成对 AGV 的调度任务信息和状态数据信息的获取。其中，调度任务信息在其有效时间段内存储于 AGV 调度系统 SQL Server2008 数据库的 MianYangAGVWork 数据表中，AGV 车身状态数据实时保存于 AGV 本 地 Access 数 据 库 的EVY-DSC 数据表中。通信传输层在数据获取层工作完成后，同步将数据传输至终端设备，用于后续数据处理。同时，系统通信使用 AGV 调度网络进行局域网传输通信，减少了额外通信设备的采购和安装。应用显示层在接收到其需要的 AGV 各项数据信息后，对数据进行分析处理，包括数据解码、信息匹配等。

2 系统硬件设计

2.1 终端设备选择

系统实际工作时，所处环境为工厂一线生产区域，环境较为复杂。终端设备具有运行稳定、触摸控制、低功耗、风冷散热等优点。设备同时加装 WiFi 模块，可进行局域网通信，搭载 Window7 系统作为监控系统运行环境。

2.2 支架及减震结构设计

不同于常规固定监控终端，本设计中的终端设备安装于 AGV 车身，小车移动运行和取卸货物时，不可避免地会产生持续震动，对电子设备的稳定性及使用寿命造成极大的危害，极易造成设备器件松动而导致短路损坏等情况。为解决设备安装固定及 AGV 运行过程中的震动对终端设备造成的不良影响，设计了一套支架结构及相应的减震机构。该机构主要由固定丝杆、牛筋减震垫圈、支撑支架等组成，其结构如图 2 所示。实际测试和使用表明，该机构可完成对终端设备的固定安装和有效减少 AGV 运动时的震动影响。