自动板式电梯

自动板式电梯（精选三篇）

自动板式电梯篇1

随着计算机和总线技术的发展,越来越多的工程师和科学家采用计算机控制系统完成实验室以及工业控制的测试测量任务。利用计算机逻辑运算功能,可使硬件软件化,简化测试电路,提高可靠性以及测试的精度。基于计算机的测试系统可充分发挥计算机数据采集和自动控制功能[1]。前者用于采集与处理测量的结果,对被测量进行量纲转换、指定函数关系计算、对被测参数进行非线性正等,后者可实现测量与控制装置自动化和多功能化。在众多传感器自动控制测试系统报道中,虽应用背景不同,但采用计算机术、接口总线技术以及自动化仪器控制技术已成为共同的特征。如有关气体传感的测试实验系统研究报道,分别用不同方式组建功能各异的气体传感器自动测试系统,对提高传感器的性能及标定水平发挥重要作用,为半导体微气压传器自动控制测试系统的研究提供一些借鉴。

国外文献介绍用于皮拉尼真空微传感器的科研试验的测试系统,自动化程度不高,不具备气压等实验测试程控功能。为提高测试效率、减小人手动的操作带来的测试误差,需开发一套更完备自动化测试系统用于半导体微气压传感器测试。与其他种类传感器测试系统不同,该测试系统具备真空测量以及控制并标定传感器功能。真空系统按控制的方法不同可分为静态真空系统以及动态真空系统[2],相应的传感器的测试分为静态测试以及动态测试。真空度控制是一个复杂非线性控制问题,若真空室真空度能保持不变,是真空恒压控制系统[3]。它随真空测试技术、控制理论及单片机的发展而发展起来的控制系统。早期真空恒压控制系统用简单地手动控制,真空度控制范围窄,控制难,实时性以及稳定性不能令人满意。后来的模拟电子线路组成的真空PID压强控制仪,尽管实现自动控制,但控制量不能稳定,有较大波动,且有复杂严格的操作规程,技术难度大。将智能控制中模糊控制引入到控制系统,是控制领域的新发展方向,如模糊自整定PID参数控制器在控制系统中有广泛的应用。智能控制在真空控制领域的应用少有研究报道。测试系统气压模糊控制的研究具有现实意义。

1 传感器测试系统控制策略

微热板式微气压传感器工作原理基于气体热导率以及气压的关系,在正常条件下,微热板周围气体的导热系数与气压成正比。当气压增加时,传感器中加热器通过气体导热消耗加热功率增加,导致加热器温度改变,引起加热器本身电阻、电压或者加热功率等电信号变化[4]。根据传感器的电学特性,可设计四种测试方案:恒电流模式、恒压电桥模式、恒功率模式以及恒温模式。另从真空控制的角度,还有静态测试以及动态测试的方法。

为达到实验的目的,对研究的传感器特性以及有关参数测试,测试系统的组成部分应满足系统整体要求。

1)系统气压测试的范围。由于研究的传感器主要是为检测1013.25Pa-101325 Pa气压范围不足,故测试系统须提供真空测试环境。考虑到研究传感器的更宽量程的适用性,设计系统气压测试范围为10-3P a～105Pa。

2)测试以及控制性能要求。测试参数设置和获取能自动实现,能够对主要实验仪器以及设备进行程控;为能对传感器进行静态、动态性能,要求真空室气压可根据实验需要进行程控,获得静态或者动态恒压设置。

还有实验用气以及电源的要求。不同气体的导热系数的不同,微热板式微气压传感器对于不同气体有不同响应,测试中须能提供多种气体环境。对精密的测量,测试电源以及加热电源应用高精度、稳定的恒压源或者恒流源,加热电源能程控,具备多种功能,为多方案实验提供仪器支持。

针对上述的要求,测试系统用计算机控制系统。计算机控制系统是自动控制系统发展高级阶段,自动控制测试系统中一个重要的分支。计算机控制系统的结构中,控制系统为获得控制信号,通过传感器测量元件对被控量y(如压力、温度、流量等)测量,由变送器将测量元件的输出信号换成一定形式电信号,反馈给控制器。控制器将反馈信号以及系统给定值相比,产生的控制信号来驱动执行机构工作,使被控参数的值与系统的给定值相一致。

控制器是控制系统最核心的部分,它决定控制系统的性能以及应用范围。本文控制器用模糊控制器。在控制系统中引入计算机,可充分利用计算机强大的计算、逻辑的判断和记忆等信息处理的能力。运用微处理器或者微控制器丰富指令,能编制出满足某种控制规律程序,执行该程序,就可实现被控参数自动控制。计算机处理的是数字量,所以需模数(A/D)转换器和数模(D/A)转换器。计算机的控制系统执行控制程序过程包括:实时数据的采集,实时计算、实时的控制和信息的管理。这些测量、运算、控制、管理过程不断重复,就可使整个系统按照一定动态品质指标工作,并对被控参数或者控制设备出现异常状态及时监督,迅速处理,即实现系统实时控制。不过实时控制性能常受到仪表的传输延迟、控制算法复杂程度、微处理器或者微控制器运算速度和控制量输出延迟等因素影响。

2 测控系统的软件设计

测控系统的软件设计用模块化方法。“模块化程序设计”指把系统或者程序作为一组模块集合来开发的技术,是软件开发的一种技巧。通过模块化的程序设计可把一个复杂任务分成几个较小和较简单子任务,这样方便程序的编写,便于软件调试以及测试,同时降低系统的复杂性,利于系统的并行开发以及功能扩充。基于上述的思想,在采用面向对象设计方法时充分利用模块化设计,把系统模块化,使软件的框架清晰明了,包括主框架模块,气压控制模块,程控电源模块,数据采集模块,数据存储以及显示模块等部分。测控系统软件设计如图1所示。主框架模块时测控系统的主要部分,其他的模块添加在该模块内,构成良好人机交互界面。

为能对微热板式微气压传感器进行静态以及动态性能测试及最终标定,测控系统须对传感器反应范围内(1Pa-100kPa)气压值进行实时的控制。由于不同的测试环境、信号的显示以及控制参数的设定等需要,用VC++6.0编写了一个较完善的测试软件。不仅具有采样时间设定、信号源选择、数据处理、加热模式设定、数字滤波等模块,具有实时的信号显示模块和气压的控制模块。

3 模糊控制器结构设计

模糊理论是在美国的克莱加州大学电气工程系L.AZdaeh教授于1965年创立模糊集合理论的数学基础发展起来的,包括模糊逻辑、模糊集合理论、模糊推理和模糊控制等方面内容。模糊控制是以模糊语言变量、模糊集合理论及模糊逻辑推理为基础的智能控制方法。知识模型是由一组模糊的推理产生的规则构成。用于解决传统控制的方法难以解决的复杂问题。除用于自动控制以外,还用于信号处理、计算机视觉、模糊聚类(分类模式识别)建模、决策分析、专家系统、图像处理等领域[5]。

与传统的控制器依赖于系统行为参数控制器设计方法不同,模糊控制器设计主要依赖操作者的经验。模糊控制系统用于诸如在测量的不确切、要处理数据量过大以至无法判断兼容性、一些复杂的被控对象等场合是很合适的。改善模糊控制性能最有效方法是优化模糊的控制规则。模糊控制规则是通过将操作经验化为模糊语言形式获取,它有相当的主观性。自模糊理论用于蒸气机以及锅炉控制方面研究获得成功后,模糊控制研究和应用一直十分活跃。模糊逻辑控制使计算机具有活性和智能的新颖的智能控制方法。模糊控制技术广泛应用于家用电器智能化、仪器仪表自动化、工业过程控制、计算机及电子技术应用等领域。

模糊控制是建立在人工经验基础上,对于一个熟练操作人员,他不需要了解被控对象精确数学模型,而凭借其丰富的实践经验,采取适当对策巧妙地控制一个复杂过程。若能把熟练操作员的实践经验加以总结和描述,用语言表达出来,就是一种定性、不精确控制规则,即是定性表达一组条件语句。若利用模糊数学使它定量化,转化为模糊控制算法,形成模糊控制理论。主要有以下特点:

1)无需知道被控对象数学模型。模糊控制以人对控制系统的控制经验为依托设计的控制器,无需知道被控系统数学模型。

2)一种反映人类智慧思维智能控制。模糊控制系统用人类思维中模糊量,如“高”、“低”、“中”、“大”等,控制量由模糊推理导出。模糊量和模糊推理是智能活动的体现。

3)易被接受。模糊控制核心是控制规则,控制规则是以人类语言表示,如“衣服较脏,投入洗涤剂较多,洗涤时间较长”,这些规则易被一般人接受。

4)容易构造。用单片机来构造模糊控制系统,结构与一般数字控制系统无异,模糊控制算法可用软件实现。

5)鲁棒性好。模糊控制的系统无论被控对象是线性还是非线的,能执行有效控制,具有良好的鲁棒性。

模糊控制器输出是通过观察过程状态和如何控制过程规则的推理得到。包括测量信息模糊化、推理机制和输出模糊集精确化。模糊控制器不依赖被控对象精确数学模型,易于对不确定性系统控制,是一种语言的控制器,抗干扰能力强,响应速度快。

模糊控制器设计要解决三个基本问题:模糊化过程、模糊逻辑推理以及精确化计算[6]。模糊化过程是传感器把受控对象相关物理量转换成电量,若传感器输出量是连续模拟量,要通过A/D换成数字量作为计算机输入测量值;再将此输入的测量值做标准化处理,把其变化范围映射到相应的论域中,将论域中该输入数据换成相应的语言变量的术语,构成模糊子集。这样就把输入精确量换为用隶属度的函数表示某一模糊变量值。用检测到的输入量作为模糊控制规则条件来用模糊控制规则推理。完成这部分功能模块称为模糊化接口。隶属函数表示某一确定量对模糊子集隶属程度,它介于[0,1]之间的数。常见隶属函数有梯形、钟形、三角形、高斯函数等。

模糊逻辑推理根据事先已制定好一组模糊条件语句构成的模糊控制规则,运用模糊数学理论对模糊控制规则计算推理,实际上是根据模糊控制规则对输入一系列条件综合评估,得到一个定性用语言表示的量,这个结果告诉你某一个确定输出范围,即模糊输出量。完成这部分功能模块称为模糊推理机。精确化计算即解模糊的过程,模糊输出量不能控制执行部件,在这个确定范围中,还须要确定一个认为最具有代表性值作为真正输出控制量。

解决以上问题,设计模糊控制器时,要根据被控对象具体情况来定模糊控制器的结构。所谓模糊控制器结构就是模糊化算法、输入输出变量、模糊推理规则以及精确化方法。根据被控对象输入输出变量的多少、模糊控制器输入变量以及输出变量的多少可以分为单输入一一单输出结构以及多输入一多输出结构、一维模糊控制器以及多维模糊控制器。本文采用的是二维模糊控制器。输入变量有两个,输出变量只有一个。如图2所示为模糊控制器结构图。选择设定值:与被控对象输出变量y比较的误差e和误差变化ec作为控制器的输入变量,输出变量为控制量u,从而构成双输入单输出的结构。图中E和EC为反映系统误差及变化率语言变量的模糊子集合;U反映控制器输出语言变量的模糊集合。模糊控制器的输入语言变量取系统误差及误差变化率,这种结构反映模糊控制器有PD控制规律,有利于保证系统稳定性。

4 结论

微热板式微气压传感器是基于气体热导率以及气压的关系,用MEMS加工工艺制作出来。它体积小、易与IC集成,且量程宽、功耗低,可检测低中真空气压值,弥补传统硅压力的传感器在此气压范围内的不足,应用前景良好。针对微热板式传感器测试要求,对真空控制系统控制原理、控制方法进行研究,将模糊控制理论应用于真空控制中,提出模糊PID智能控制策略,建立微热板式微气压传感器自动测控系统,在以后研究中,可在微热板式微气压传感器自动测控系统基础上,进一步优化其控制算法,提高在低真空段控制精度,优化测试方案。

参考文献

[1]余隽,唐祯安,陈正豪,等.基于硅微加工工艺的微热板传热分析.半导体学报,2005,26(1):192-195.

[2]Tsamis C,Nassiopoulou A G,Tserepi A.Thermal properties of suspended porous silicon micro-hotplates for sensor applications.Sensors and Actuators B,2003,95:78-82.

[3]Puers R,Reyntjens S,Bruyker D D.The NanoPirani-an ex tremely miniaturized pressure sensor fabricated by t'ocused ion beam rapid prototyping.Sensor and Actuators A,2002:208-214.

[4]“fang”hA,Fung S K FI,Wong D T W,et al.An integrated gas sensor based on tin oxide thin-film and improved microhotplate. Sensors and Actuators B,1998,46:174-179.

[5]Chan C H,Yan h Z,Sheng L Yet al.An integrated gas sensor technology using surface micro-machining.The 14t.h IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems,MEMS 2001.Tnterlaken,Switzerland,2001:543-54ti.

电梯PCC自动控制及故障诊断篇2

摘要：PCC是指可编程计算机控制器。这是一种充分结合了网络技术、通讯技术以及自动控制技术的新型工业控制装置。本文从分析电梯PCC自动控制技术的发展现状和未来发展趋势出发，探讨了电梯PCC故障诊断的内容和诊断技术类型，以期为相关的理论研究和实践工作提供一定的借鉴意义。

关键词：电梯；PCC；自动控制；故障诊断

随着社会经济的迅猛发展和科学技术的飞速进步，人们日常生活中的高层建筑的数量越来越多。在高层楼宇中，电梯已经成为不可缺少的一个部分，为人们的日常生活带来了极大的便利。为了为乘坐人员带来更舒适、快捷的电梯乘坐体验，需要在电梯PCC自动控制系统的诸多方面进行攻坚克难。在这个背景下，研究电梯PCC自动控制及故障诊断的诸多问题，具有重要的现实意义。

一、电梯PCC自动控制技术的发展现状和未来发展趋势

（一）电梯PCC自动控制技术的发展现状

电梯是高层建筑中非常重要的一项垂直运输设备。在一项完整的电梯控制系统中，电力拖动系统和电气控制系统是主要的组成部分。前者主要由曳引电动机和相应的开关电路、抱闸以及门机组成。而后者则主要包含拖动调速控制系统以及信号逻辑控制系统。一般来说，电梯的拖动调速控制系统的主要功能是对电梯的运行性能进行全方位的控制，促使电梯按照合适的速度进行速度曲线起动，并且顺利运行和制动。这些都为电梯乘坐人员的舒适程度的提升提供保证，而且还能显著提升电梯的运行效率，与此同时，实现能耗的降低。而电梯的信号逻辑控制系统则主要进行逻辑功能控制，以此完成上下行客流交通的合理、高效、快速调度，保证电梯能够顺利运行。

（二）电梯PCC自动控制技术的发展趋势

随着信息时代的到来，计算机技术和远程通讯技术得到了迅猛的发展，智能化控制成为了电梯PCC自动控制的基本发展趋势。在智能化高度提升的今天，楼宇内部进行智能化电梯的安装是时代提出的新要求。首先，智能化电梯能够与楼宇内的众多自动化信息系统进行联系和结合，比如消防和保安系统等，提升电梯乘坐的舒适程度，提升电梯运行效率。其次，现场总线技术的发展也使电梯控制系统的优化和完善有了更强的技术基础。在电梯的PCC自动控制系统中运用串行通讯技术，能够显著节省计算机接口板上配置的输入和输出电路，对线路结构进行大幅度的简化，提升电梯控制系统的稳定性和可靠性。与此同时，国内外众多的先进电梯控制理论和方法被采用，比如模糊理论、专家系统、神经网络等，使群控管理模式得到大幅度的优化和完善。

最后，远程监控技术的发展也为电梯PCC自动控制技术的发展奠定了更为坚实的技术基础。为了避免电梯运行中产生故障，导致乘坐人员被困在电梯内，安装包含电梯轿厢内装摄像以及其他通讯系统在内的远程监视系统是非常有效的措施。在电梯发生运行故障，将乘坐人员困在电梯内部的时候，被困人员可以通过电梯内部的通讯设备与楼宇内部的监视人员进行联系。但是早期的远程监控系统存在的主要缺陷是，这种设施受限于建筑物的范围，交由保安人员全权负责，而在保安人员收到求救信号之后，还需要时间与专业维修人员进行联系和沟通，这无形中会增加被困人员的危险程度。较为先进的远程监控技术能够将网络通讯与电梯故障诊断结合起来，通过网络传输，将故障信息快速、清晰、准确传递到远程监控维修中心，而维修人员也可以根据故障信息进行故障定位和来源分析，并且进行远程操作，进行故障处理和补救。这项技术不仅能够提升电梯控制系统的安全和稳定性，还能大幅度节约维修服务的费用以及时间成本。

二、电梯PCC故障诊断的内容和诊断技术类型

（一）电梯PCC故障诊断的内容

对于特定的系统或者实体设备来说，进行故障诊断的最终目标就是采取一定的措施，保障系统或者设备能够安全、稳定的在特定的工作环境下发挥其功能，并且延续一定的使用年限。电梯PCC的故障诊断主要包括两个方面，第一个方面是对导致系统或者实体设备产生故障的子系统或者关键部件进行排查。第二方面是对出现的故障进行准确定位，并且分析故障类型和来源，进一步找出发生故障的根本原因。具体到电梯PCC的故障诊断来说，则是主要运用先进的微机诊断技术和显示技术，通过识别开关量信号或者模拟量信号，运用PCC逻辑运算等功能，对上述两种信号进行处理，做出电梯PCC的故障诊断。

（二）电梯PCC故障诊断的诊断技术类型

首先，是逻辑错误故障诊断技术。主要的原理是，在电梯设备正常运行的时候，其自动控制系统内部的输入信号、输出信号和内部辅助信号能够形成特定的逻辑关系。当逻辑关系产生错误的时候，整个电梯的控制系统就会产生运行故障。其次，是超时限故障检测技术。主要的技术原理是，当机电设备在进行循环运行的过程中，因为受到PCC系统的控制，所以每一个运行动作都应该在特定的时间段内完成。当发生动作没有在特定时间段内完成的情况时，就可以判断电梯设备出现了运行故障。主要的操作方法是，在待检测电梯开始运行时，就同时启动定时器设备，并且将定时器的时间范围设定为正常时间的130%到140%。在定时器出现输出信号的情况下，可以判断电梯PCC系统出现故障。这个信号可以被广泛应用于故障的显示、故障的报警、故障的停机用途。最后，是在DSF控制系统流程基础上的故障检测诊断方法。这种诊断方法将电梯设备视为一种转换器，在内部实现能量、信息以及物料之间的转换。

三、总结

随着工业自动化水平的不断提升，电梯PCC自动控制系统已经历经了几代的技术更新，并且有着越来越雄厚的技术理论基础。在电梯PCC自动控制及故障诊断技术的后续研究和实践中，技术人员要将工业自动化控制领域中兴起的前沿技术和实体科研产品持续的投入到电梯PCC自动控制及故障诊断的应用实践中，实现系统更新以及技术进步。

参考文献：

[1] 杨月华，倪民主.电梯PCC自动控制及故障诊断简述[J].商品与质量，2015，（23）：99-99.

[2] 周泉，刘浩杰.能量反馈机制在电梯自动控制中的应用[J].电气自动化，2011，33（5）：68-70.

自动板式电梯篇3

一、现有方案的应用现状

1. 巷道式自动化立体仓库应用现状

巷道式的自动化立体仓库可在有限的场地内,充分利用立体空间,布置7到10层甚至更多的高层货架(总高近24米),利用计算机系统控制巷道式堆垛机完成出入库工作,并凭借其高效的垂直空间利用率、任意取货的作业方式和无人的作业环境,受到企业青睐,在食品和轻工行业应用广泛。

就白酒行业而言,目前已有茅台、洋河、剑南春、牛栏山等开始使用或正在建设不同自动化等级的立体仓库,其中现代化程度较高的洋河酒厂一期和二期工程,将灌装线同立体仓库整合的应用方式获得了行业赞誉,在一定时期内起到了标杆的作用。

2. 穿梭板高架仓库的应用现状

穿梭板可理解为一种可在专用货架内部穿行的输送小车,将货物放置到规定货位后再自动退回到起点,运送下一批货物。与普通自动化立体仓库相比,可不使用巷道式堆垛机,从而将巷道式堆垛机的占地面积用于布置货架;同时也可在有限的场地内,布置3到5层货架(总高近8米),利用人工驾驶高位叉车配合穿梭板完成出入库工作,具有较高的垂直和平面空间利用率,在食品行业中应用较多,目前国内最大的穿梭板高架仓库为河南郑州思念集团的成品冷冻库(共有2万余个货位),但在白酒行业中仅有剑南春集团有一座约2000货位的小型仓库。

二、现有方案的不足之处

1. 巷道式自动化立体仓库的不足

虽然巷道式自动化立体仓库可以将货架延伸至高20米以上的空间,极大提高了垂直空间利用率,但其20%～33%的平面位置必须被巷道式堆垛机占用而不能布置货架,故总体空间利用率尤其是平面利用率并未达到最理想状态。

2. 穿梭板高架仓库的不足

穿梭板高架仓库不需要使用巷道式堆垛机,仅需在货架两头留两个可以通行高位叉车的通道,故平面利用率比普通自动化立体仓库可以提高20%～33%,但由于高位叉车有效举升高度的限制,此类仓库货架高度一般在8米左右,垂直空间利用率有限。

三、新型穿梭板式全自动立体仓库建设方案

高端白酒为保证口感和品质,都有货架老熟期的要求,例如泸州老窖的国窖1573在灌装完成后均要求在货架上存放6个月以上才能出库,故从白酒品质上讲并不需要仓库具备“任意货位存取货”的功能,而更适合的是遵循“先进先出”原则安排取货。

鉴于此,通过研究和对比分析,本方案结合巷道式自动化立体仓库垂直空间利用率高及穿梭板高架仓库平面利用率高的特点,创新出一种新型穿梭板式全自动立体仓库的建设理念。

1. 仓库设计方案概述

该仓库建设用地为现有厂区绿化用地,可用地面积约6000平方米,其中仓库主体占地4600平方米,分为一层总占地4000平方米的货架区和两层各占地600平方米的附楼(二楼为打码理货区,一楼为装车发货区),设8台堆垛机和10台穿梭板,出入库作业相互独立,出入库能力分别为10万件/8小时,货位数13608个,总库容95.256万件成品酒(以经典装国窖1573,500ml×6瓶/件计算)。仓库鸟瞰图如图1。

2. 仓库运行模式

为了形象地展示出整座仓库的运行模式,这里采用示意图的方式做进一步介绍。仓库物流方向侧立面右示意图,如图2。

从图2中可依法向该仓库建设前的左右两侧地面有自然高差,考虑到装车发货以及厂区现有物流走向等因素,项目组充分利用这一自然条件,构建如图中“蓝色箭头”所示的物流走向。

(1)入库作业

灌装线包装完成的成品酒(单位:托盘)用平板车运至仓库右侧“入库口输送带”,再由右侧“堆垛机”从“入库口输送带”上将托盘送至指定穿梭板上,由穿梭板将托盘送至指定货位,随后穿梭板复位或由堆垛机送至其他巷道等待下一个托盘的到来。

(2)出库作业

穿梭板将托盘送至左侧“堆垛机”,再由左侧“堆垛机”将托盘通过“出库输送带”送至附楼的二层进行打码理货作业,完毕后由“提升机”将托盘下降到附楼一层的月台上等待装车。

3. 仓库内部主要设备介绍

本仓库要形成完整的功能需要众多软硬件设备的相互配合,在此将详细介绍本仓库关键的有三种设备及系统:穿梭板专用货架、穿梭板和软件系统。

(1)穿梭板专用货架

本仓库采用的货架有别于普通立体仓库的货架,其最大特点是货架中贯通有一组轨道,类似于行车轨道,使穿梭板仅能在轨道中行驶。从最大利用空间角度出发,本仓库货架采用54(列)×28(行)×9(层)的排列形式,共计486 (54×9)个巷道,换句话说,按照每一个巷道放一种产品,可以放置486种不同品规的成品酒,完全满足泸州老窖高端酒不同品种分开存放的需求。货架布置见图3和图4所示。

(2)穿梭板

穿梭板是本仓库的关键设备,其用于在设有专用轨道的穿梭式货架系统中升降及沿轨道行驶,以在货架上沿轨道移动货物托盘,实现货物的存取。为保证本仓库稳定运行,项目要求该设备内部所有核心电子部件均采用国外先进国家知名品牌元器件,电池选用环保、免维护锂锰电池,电池重量≤20KG,续航时间≥8小时;同时须具备多项实用功能,如穿梭板自动盘库功能、自我安全防护救援等。设备参考图见图5所示。

(3)堆垛机

堆垛机作为现代化物流仓储的基本设备已得到广泛的应用,其结构和功能已为诸多专业人士所熟知,故本文中仅对其与穿梭板的配合和衔接进行部分介绍。

本仓库堆垛机主要作用有三个:一是入库时,将码垛好的托盘从入库口的输送带运送至相应的端头货架处待命的穿梭板上;二是理货时,将穿梭板由一个端头货架送至另一个端头货架处,以完成穿梭板在库内的任意移动;三是出库时,将由穿梭板运送至端头货架待取的货物连同托盘一起送至出库口输送带。

4. 仓库软件系统

本仓库所有功能的实现均依靠一套完善和开放的软件系统,该软件系统负责仓库所有设备的调用和运行控制,完全实现库内无人作业。

该系统软件由设备控制软件、数据库、应用软件、事务处理类模块、用户界面类模块和接口模块等组成。其中设备运行状态显示模块、设备远程控制模块、自动作业调度模块、通讯管理模块等与监控组态软件共同在监控工作站计算机上运行。事务处理类模块与数据库共同在数据服务器上运行。其它用户操作界面类模块视用户权限可以在管理工作站计算机、入出库工作站计算机上运行。一般情况下入出库操作员在入出库工作站上运行入出库数据处理模块以及数据查询模块中被授权的功能。

四、出入库能力计算

决定本仓库出入库能力的关键是设备能力,尤其是堆垛机和穿梭板的运行速度,因此要满足本仓库出入库能力各为10万件/8小时的需求,只需要核算这两种设备的效率即可。

1. 堆垛机速度核算

在本系统的设计过程中,将堆垛机的水平运行机构的速度设定为四档(见图6),分别为爬行(4m/min)、低速(30m/min)、中速(70m/min)、高速(120m/min)。PLC进行运动控制时,接收到控制器发出的目的地址,然后对当前地址和目的地址进行比较,计算出当前地址距离目的地址的距离,以一个货格的距离作为一个单位距离。当该距离大于6个单位距离时,采用曲线a的运行方式,在启动和停止时利用一定的加速度启停,从而保证停准的精度,中间位置则利用最大速度运行,从而有效提高效率;当该距离小于6个单位距离时而大于2个单位距离时,则采用曲线h的方式运行;而当该距离小于2个单位距离时,则采用曲线c的方式运行。通过各个速度之间进行切换,既保证了堆垛机工作的效率,也减小了运动中的冲击现象。同样,升降机构的垂直起升运行也设定了三种不同的速度(见图7),分别为低速(4m/min)、中速(20m/min)、高速(40m/min),在正常运行时,采用高速以提高效率,接近目标时降至低速以利于提高停准的精度。此外,为了保证货物存取的稳定性和安全性,堆垛机货叉的运行速度不得过快,本系统设计中将货叉的伸缩速度分别设置为低速(3m/min)、高速(30m/min),行程1.35米。

按照以上的参数设置,通过专业软件分析,得出堆垛机的作业效率如下:

(1)入库能力

单台堆垛机平均作业效率为:47托盘/小时;入库使用4台堆垛机,则入库能力为:188盘/小时,按每盘70件则入库能力为约10.5万件/8小时;

(2)出库能力

单台堆垛机平均作业效率为:47托盘/小时;出库使用4台堆垛机,则入库能力为:188盘/小时,按每盘70件则出库能力为约10.5万件/8小时;

单就堆垛机而言,出入库各使用4台堆垛机符合本仓库出入库各10万件/8小时的能力需求。

2. 穿梭板速度核算

由于穿梭板是国内仓储行业的新兴设备,理论研究报告不多,故本系统在设计时采用现场实测的方式对相关数据进行采集。相关参数如下:满载最大运行速度58m/min,满载最小运行速度5m/min,加速度0.6m/s2,直线平均运行37米,延时等待时间为1秒。核算过程如下:

(1)穿梭板加速时间:t1=58÷0.6÷60=1.61秒

(2)穿梭板减速时间:t2=t 1=1.61秒

(3)穿梭板加速距离:s1=0.6×1.612÷2=0.78米

(4)穿梭板减速距离:s2=0.6×1.61÷2=0.78米