仪征化纤涤纶长丝自动化包装仓储系统控制技术

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3.4 地面操作站
地面操作站采用工业触摸屏终端,分出库和入 库地面操作站两大部分,有20 个控制窗体,通过现 场控制总线与各个设备连接。主要用于对立体库设 备进行实时监控和手动操作、故障处理等,确保系 统正常运行。
3.5 监控系统
自动化立体仓库监控系统(W D M S )由监控 计算机(MC )、现场总线接口卡等组成。操作系统 采用 Windows 2000 Professional,采用 A-B 公司 的 Rsview32 工业图形软件。可以实现对立体仓库 中自动化设备的自动运行数据采集、作业调度及监 控控制,使控制设备能够根据系统的要求高效、准 确的工作,实现仓储货物的自动存储和发送。
仪征化纤涤纶长丝自动化包装仓储
系统控制技术
李朝晖
(仪征化纤股份有限公司涤纶五厂)
0 概述
1.1 包装和码垛
仪征化纤涤纶五厂长丝自动化包装仓储系统包 括两条自动长丝包装线,一台全自动机器人码垛机, 一座全自动高架立体仓库(长 135m,宽 14.3m,高 28m,有 6240 个货格和 3 台巷道式堆垛机)和两套 全自动托盘输送线。设计能力为 5 万 t /年吞吐量 (大约 170 万箱)。
(3) 包装管理系统 包装管理系统包括两台称重管理计算机和一台 码垛管理计算机,3 台计算机都是仓储系统局域网 的客户机。 称重管理计算机连接一台电子秤,自动采集纸 箱重量数据;生成并打印出纸箱磅单;将纸箱数据 打包传送给码垛管理计算机。码垛管理计算机通过 网络与入库 PLC 通讯,读取托盘号;结合称重管理 计算机打包传送来的数据生成入库托盘码单;将托 盘数据传送到立体库数据库系统。 包装管理系统还可以进行成品数据的汇总、查 询、分析以及包装成本分析。 整个系统结构简单,使用灵活,投资成本低廉, 运行可靠,效率高。
3.2 托盘输送系统
托盘输送系统由入库、出库输送机、叠盘 机、拆盘机组成,所有 PLC 通过控制网络连接。
(1) 入库 PLC 连接一台激光条形码阅读器,自 动读取托盘上的条形码,并且通过程序能够跟踪托 盘号,这样系统就能够知道某段输送机上托盘的托 盘号。
(2) 操作员可以任意设定每个巷道的入库比例, 入库 P L C 按比例自动将码垛完成后的托盘分配巷 道。
[上接第72页] 用现场控制器直接通讯的方式,真正做到计算机只 监不控,所有的决策、作业调度、现场信息等均 由堆垛机、出入库输送机、包装线、码垛机等现 场设备通过 ControlNet 网络来协调完成。因此, 关掉计算机不影响入库作业;
(2) 出库提单输入到计算机之后,管理计算机 产生出库作业,并将所有的出库作业一次传给堆垛 机,以利于堆垛机自己根据路径最短的原则来调度 作业,同时此时的出库作业也不依赖于计算机来完 成。也就是说,此时关掉计算机不影响堆垛机及输 送线的工作。
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货架
托盘
层网络结构如图 3 。 底层是设备层,用
于高效、低成本数据采
集和控制;中间是自动
托盘
货架 货架 托盘 货架 货架
机器人 码垛机
化和控制层网络,用 ControlNet 将 PLC、工 控机以及操作员界面连 接在一起,用于实现实 时 I / O 控制,控制器互 锁和信息传递;而上层 是信息层,用以太网将 服务器和各管理终端连
(3) 每个货位的托盘号分别记录在堆垛机和计 算机的数据库里,管理员可利用对比功能来比较计 算机的记录和堆垛机里的记录,并进行修改,修改 可自动完成和手动完成;
(4) 计算机网络系统对整个立体仓库信息流与 物流进行统一管理,并可与厂级管理信息系统共享 资源。
(5) 系统软、硬件功能齐全,用户界面清晰,便 于操作维护。
管理系统中的自动台帐管理(自动作业完成处 理、数据结转以及数据库的维护与备份等)在服务 器的 SQL-Server 2000 中由任务管理自动定时运 行。使用 SQL 编程语言进行自动作业完成处理、数 据结转程序的开发。
3.7 方案特点
( 1 ) 整个控制系统技术先进、结构严谨,采 [下转第76页]
4 总结
中国石化仪征化纤涤纶五厂自动化成品立体仓 库自投运以来运行稳定,每天(16 小时)处理 600 盘作业,而出入库各只有1 名操作工,运行效率高, 人工成本低。
自动化立体仓库以其占地面积小、综合投资省、 工期短、设计紧凑、高效率、低消耗、极小的人工 成本等优势在仓储物流业迅速崛起并占有重要地位, 是未来仓储物流发展的方向。A-B 公司的自动化产 品的优势在自动化立体仓库控制系统中得到了充分 发挥,使控制更简单、运行更可靠。
监控系统具有作业调度、通讯管理、设备作业 状态显示、人工作业控制等主要功能。
3.6 管理系统
自动化立体仓库管理系统 W I N S 由网络服务 器、管理计算机、出库计算机、入库计算机(包括 称重管理计算机、码垛计算机)组成。网络服务器 采用 Windows 2000 Server 操作系统,采用 SQL Server 2000 数据库进行数据管理。其主要功能有 货物存取操作、货物自动入出库作业处理、自动台 帐管理、数据查询、输出报表、系统参数维护等。
(9) 堆垛机有自动召回原点的功能,即无论任 何情况,只要货叉居中且水平运行正常时,可按照
下达的命令自动返回原点。同时,在监控计算机 或地面操作站手动控制堆垛机和输送机,这意味着 操作人员和维护人员可以尽量不进入巷道。
(10) 由于入库的托盘入库作业的巷道号是由入 库运输机分配的,而入库的作业地址是由堆垛机来 自己分配的,因此也就不存在“进错巷道”,“层、列 错格”等现象。因为入库作业是堆垛机做完后再向 管理系统报告,所以无论入库托盘进入那个箱道、 放进那个货格,都是对的。
仓储和输送设备包括堆垛机、叠盘机、拆盘 机、液压升降台、电动移栽机,辊式和链式托盘输
1 设备系统结构及流程
送机。 (1)入库:纸箱码垛完成后,码垛机器人将完
成信号传送到入库输
托盘输送线
送线 PLC,后者按要 求将托盘分配到三个
底盘
捆箱机
称重管理计算机
装箱机
巷道,并通知堆垛机 接货,堆垛机到入库 台取走托盘,并读出
接起来,用于信息管理
叠盘机
托盘
货架
托盘
图2 出入库托盘输送线和立体仓库平面示意图
和服务。
拆盘机
3 系统组成及特点
3.1 包装和码垛系统
出库输送机 P L C ,出库输送机将该托盘自动的输 送到指定的出库台上,人工将托盘上的纸箱拆垛并 装车。
(3 )空托盘处理:空托盘由液压升降台降
(1) 包装线采用 A-B PLC 控制器,通过 I / O 点与捆箱机和机器人连锁。
工位自动停机,不会因某一工位工作时间过长而使 其它工位暂停,此种方式多用于单工位调试或部分 相邻工位联线运行。
5 结束语
本系统在设计上先进,性能可靠,更换品种 及操作便捷,自动化程度高,所装配的产品质量 和一致性好,为国内开关行业的断路器灭弧室装配 提供了新的思路,在多品种自动化装配技术的其它 运用上提供了一定的借鉴作用。
垛机取出空托盘垛放
码垛计算机
称重计算机
在入库输送机上,经 纸单打印机
标签打印机
电子称
拆盘机将成垛的空托
称重计算机
标签打印机
电子称
控制网(ControINet)
R S V i e w 3 2 监控
盘拆成单个空托盘, 输送到码垛台,完成
AIC
AIC
AIC
AIC
AIC
红外通讯
红外通讯 红外通讯
一个作业周期。
条形码阅读器
条形码阅读器
条形码阅读器 垂直编码器
水平编码器
水平编码器
水平编码器
出库地面 操作站
动化控制系统,其三
图3 立体库控制系统网络图
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方向,按不同方式排列垛层的智能、关节型机器 人。它具有:停机/ 开机记忆、改变姿态示教再现、 自动判识工位有无纸箱、夹持中是否掉纸箱以及安 全检测、联锁控制、故障自诊断等功能。
物流是:人工将 DTY(涤纶长丝)丝饼装入纸 箱,经电子秤得出重量数据并传送到计算机,打印 出纸箱磅单,经封箱机、捆箱机,由机器人码垛机 码放在托盘上。
1.2 仓储和输送
备控制器采用 A - B S L C 系列 P L C ,各 P L C 之间 应用 A-B 的 ControlNet 网络通讯。
本系统采用智能化的堆垛机控制系统,具有自
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学习、自动分配货位、自校正、自动盘库等功 能,堆垛机可以脱离开计算机来自动完成入库而保 证账务不丢。堆垛机采用旋转脉冲编码器和认址器 来检测堆垛机的位置,模拟量控制变频,做到匀 加速度加速,变加速度抛物线减速,以提高堆垛 机的运行效率及稳定性,其效果超过了激光测距, 而其成本远远底于激光测距,维护也十分方便。
(2) 码垛机器人选用可自动转动成品包装箱的
到低层空托盘输送线 上,经叠盘机将空托 盘叠成一垛(6 个空 托盘)输送到 1 巷 道,堆垛机将成垛的
网络 服务器
出库管理机
系统管理机 激光打印机 以太网(Ethcrnot)
票据打印机
公司 ERP
空托盘送入 1 巷道储
Hwk.baidu.comb
存起来。当入库需要
空托盘时,1 巷道堆
系统数据信息层采用服务器-客户机结构,数 据库采用 SQL - Server 2000,出入库客户终端应 用 PowerBuilder 7.0,监控系统采用 A-B 公司的 RSview32,包装及码垛程序采用 VB6.0 编程,设
涤纶长丝成品包装采用半自动包装线,即人工 装箱,计算机数据管理,自动捆箱、封箱,机器人 自动码盘,PLC 系统控制。包装和码垛设备包括纸 箱输送线、电子称重机、胶带封箱机、捆箱机、码 垛机器人和计算机、打印机(详见图1)。
2 控制系统构成
涤纶长丝自动化 包装仓储的控制系统 是一个典型的工业自
包装线 P L C 入库 P L C 出库 P L C 拆盘机 P L C 叠盘机 P L C 红外通讯
红外通讯
红外通讯
入库地面 操作站
1 # 堆垛机 P L C 2 # 堆垛机 P L C 3 # 堆垛机 P L C
条形码阅读器
(11) 由于水平运行和垂直运行采用旋转脉冲编 码器来确定堆垛机的绝对位置,利用模拟量控制变 频器,做到匀加速加速运行,抛物线变减速减速运 行,因此堆垛机的运行效率更高,没有提前几列 便中速运行、低速爬行的现象,极大的提高了堆 垛机的运行效率。同时,使得认址器和认址片更 加简单,大大的提高了堆垛机的停准度。堆垛机 错地址的现象为零!
垛码计算机
封箱机
纸箱输送线
托盘上的条形码,堆 垛机 PLC 给托盘分配
机器人码垛机
托盘
一个空货位地址并将
托盘放到该位置,完
封箱机
称重管理计算机
成入库流程。
捆箱机
装箱机
(2 )出库:堆
垛机接到出库指令
后,到指定的库位将
托盘
托盘
托盘取出并送到出库
拆盘机
图1 包装和码垛平面示意图
输送线上,并将该托 盘的出库台号传送给
(3) 出库 PLC 从堆垛机 PLC 上读取出库口托盘 的托盘号和指定的出库台号,并将托盘输送到指定 的出库台卸货。输送时自动跟踪托盘信息,不需要 条形码阅读器,这样可以优化托盘输送线,优化托 盘出库路线,大大提高出库效率。
(4) 利用叠盘机和拆盘机可以提高空托盘使用 效率。
3.3 堆垛机
堆垛机控制采用 A-B PLC 控制器,连接旋转 脉冲编码器、认址器和条形码阅读器,通过红外通 讯器与 ControlNet 联网。
(6) 自动输送系统将化纤成品包装生产、仓储 与销售融为一体。入 / 出库货盘统一由输送系统在 库外进行交接。大大降低了人为因素的干扰。
(7) 单一的物流方向,衔接紧凑的各类输送机, 确保了化纤成品入、出库的高节奏。
(8) 准确、高效、可靠的智能型码垛机器人;堆 垛机;拆、叠盘机极大地提高了仓储作业效率。
元件复位回初始状态,也可选择强制启动方式启 动(称强制启动),而强制启动正是根据调试中 的实际需要,将程序的自动运行方式分为正常运行 和强制运行两类的。正常运行启动前各工位均须处 于初始状态,否则不预启动。启动后系统将对多 个参数进行测试分析,并根据结果进行相应处理。 强制启动时无论各工位是否处于初始状态,都可启 动,且运行后也不检测各工位之间的衔接参数 ( 必 不 可 少 的 除 外 ), 如 不 对“ 满 料 故 障 ”等 参 数运行判断,不会因“装配不到”故障而使下一
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