自動化設(shè)備使物流暢通無阻

自動化設(shè)備使物流暢通無阻

為通暢的物流所做的精細(xì)的項目設(shè)計和創(chuàng)新的自動化技術(shù)均來自位于德國威爾市的Beckhoff公司。

坐落于Harsewinkel市的Bertelsmann物流集散中心能夠在很短的時間內(nèi)把廣告印刷品、表格和各種辦公材料送到其大客戶的手中。他們所提供的其他專項服務(wù)包括POD印刷，學(xué)習(xí)材料和技術(shù)文檔的發(fā)送，移動電話、附件、更換件的分發(fā)等。客戶在發(fā)出訂單24h之內(nèi)即可收到所訂的產(chǎn)品。

該物流中心共有20000m2的面積，有8個大廳?，F(xiàn)在，快速分揀設(shè)備的自動化控制是由Beckhoff提供的產(chǎn)品和技術(shù)來實現(xiàn)的：三臺Beckhoff工控機(jī)（裝有TwinCAT控制軟件）、Beckhoff的Lightbus總線(以光纖為傳輸介質(zhì))和種類繁多的現(xiàn)場總線端子。用戶無需選擇昂貴的、正在逐步過時的傳統(tǒng)PLC技術(shù)，無需單獨(dú)的可視化設(shè)備，即可同時擁有控制功能和畫面顯示功能。

通用的、開放式的TwinCAT控制軟件

Beckhoff的TwinCAT PLC軟件是設(shè)備控制的心臟，它不僅處理整個物流輸送的工藝，而且連接管理層系統(tǒng)(SAP)，進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。經(jīng)過多年的工作，Beckhoff開發(fā)人員開發(fā)了基于Windows NT的TwinCAT控制軟件，這不僅意味在每臺PC機(jī)上能夠進(jìn)行PLC控制(以IEC61131—3為標(biāo)準(zhǔn))，而且能夠完成數(shù)控功能(循環(huán)周期最小是50ms)。當(dāng)然，TwinCAT也提供了與第三方的接口。在該項目中，Beckhoff工控機(jī)使用了原來物流管理系統(tǒng)中的參數(shù)，包括登記、跟蹤、發(fā)送已包裝好的物品。

在3臺工控機(jī)上一共有6塊光導(dǎo)總線接口卡和6根光纖電纜。工控機(jī)被就地安裝在生產(chǎn)線旁邊，以方便機(jī)器操作者或領(lǐng)班自行排除一些小的故障。物品由各個紙箱輸送單元傳送時，用掃描器在特定的測控點進(jìn)行掃描跟蹤。每個大廳和每一層的傳輸單元鏈形成多個閉環(huán)。目前該系統(tǒng)包括5個長200m的分揀環(huán)路和一個出貨傳送帶。所有控制功能由3套TwinCAT系統(tǒng)來完成。

模塊化結(jié)構(gòu)節(jié)約空間

從自動化工程的角度看，把每條輸送帶的控制元件安裝在滾軸運(yùn)輸機(jī)旁的一個小控制柜中是非常有意義的。所有的外圍設(shè)備，包括連接掃描儀和光電傳感器的總線端子、耦合器被分散地安裝在這里，甚至于電機(jī)保護(hù)開關(guān)和斷路器也安裝在這里。與2臺主控計算機(jī)的通信由Beckhoff的光導(dǎo)總線來完成，它有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力。5條傳輸線和物品裝運(yùn)區(qū)的每個獨(dú)立的自動化元件，通過現(xiàn)場總線連接到上位工控機(jī)。這樣就可保證來自分散的掃描儀和光電傳感器的數(shù)據(jù)在很短的時間內(nèi)進(jìn)行交換和處理，使物流輸送線連續(xù)、順暢地運(yùn)行。

當(dāng)需要重新改建工廠時，該套解決方案也給Bertelsmann帶來了相當(dāng)大的靈活性。當(dāng)傳輸回路需減少一個運(yùn)輸單元時，只需斷開6根光纜，改一下地址表，然后重新接上光纜，整條輸送線在解除了該運(yùn)輸單元后即可繼續(xù)順暢地運(yùn)轉(zhuǎn)。

Bertelsmann物流中心的1500個監(jiān)控點對實現(xiàn)分布式控制具有重要意義。在這里，Beckhoff的2通道總線模塊起到了關(guān)鍵的作用。根據(jù)外圍各種類型傳感器、執(zhí)行器和掃描儀的需要，配置了各種類型的端子模塊，在每個端子盒里，組成一個端子排。整個物流中心大約用了900個總線端子，其中大部分是數(shù)字量。用了45個串行端子連接PC機(jī)和掃描儀。有95個Lightbus總線耦合器(型號是BK2000／BK2010)通過光導(dǎo)總線把所有的外圍設(shè)備連接到3臺Beckhoff工控機(jī)上。與眾多生產(chǎn)4通道、8通道和16通道的廠家比起來，Beckhoff總線端子具有配置靈活和節(jié)約空間的優(yōu)點。Beckhoff公司通過80多種不同功能的總線端子，為模擬量和數(shù)字量的輸入／輸出提供了最大的選擇范圍。

量體裁衣的解決方案

正是這樣的一個“拼湊物”，大大節(jié)約了分布式端子盒的空間。而且Beckhoff的總線端子也滿足了其他的需要：降低了成本，減少了故障頻率，因為每個傳感器只需要一個12mm寬的總線端子。

總線端子的配置也非常容易。在一個純數(shù)字量應(yīng)用中，以Bertelsmann應(yīng)用為例，無需特殊配置工作，只需把它們接插成一個端子塊就可以了。Beckhoff總線端子值得被人青睞，因為它能把各種不同的測量和控制產(chǎn)品集成到一個統(tǒng)一的系統(tǒng)里。該解決方案也得益于同樣的外圍設(shè)備、統(tǒng)一的軟／硬件和共享的編程環(huán)境。此外，一些復(fù)雜的配置，如不同的控制層面和分布式結(jié)構(gòu)，在Bertelsmann項目中得到快速而經(jīng)濟(jì)地實現(xiàn)。另外，可以很容易地擴(kuò)充工廠的計劃或靈活地滿足一些新的要求。

開放式系統(tǒng)易于集成

TwinCAT控制軟件特別適合全自動倉儲和配送中心的要求。開放性及與PC標(biāo)準(zhǔn)兼容，意味著與現(xiàn)在流行的倉庫和物流管理軟件可以進(jìn)行通信。由于工控機(jī)的輸出借助以太網(wǎng)，通過TwinCAT控制軟件與SAP管理系統(tǒng)對話，可以對產(chǎn)品進(jìn)行連續(xù)的動態(tài)跟蹤。

分布式控制大大降低了成本

相對于集中控制，分布式控制具有節(jié)約電纜和降低安裝成本的優(yōu)點，當(dāng)工廠的設(shè)備比較分散時，這一優(yōu)點就更為突出。由于Beckhoff模塊的特點，用戶可以根據(jù)外圍的實際需求選擇模塊，無需浪費(fèi)輸入／輸出通道。另外，工控機(jī)對調(diào)試和故障診斷，提供了強(qiáng)有力的支持。

Beckhoff總線端子

Beckhoff針對模擬量和數(shù)字量的輸入／輸出，提供了80多種應(yīng)用相當(dāng)廣泛的模塊化端子。這些2通道、4通道現(xiàn)場總線端子的最大的優(yōu)點是可以根據(jù)現(xiàn)場實際來配置，既可以擴(kuò)展，又相當(dāng)經(jīng)濟(jì)?，F(xiàn)場信號通過各種現(xiàn)場總線送到高一級別的控制層。Beckhoff可提供非常豐富的總線耦合器種類，如：Profibus、Interbus、CANopen、DeviceNet、ControlNet，Lightbus、EthernetTCP／IP，USB等。在端子系列中，有電阻橋模塊和16位分辨率的模擬量模塊，可謂應(yīng)有盡有。所有的端子模塊，寬12mm，機(jī)械尺寸相當(dāng)于兩個6mm接線端子。耦合器的尺寸是68mm×100mm,可與總線端子匹配連接，上有LED狀態(tài)顯示。插入式標(biāo)簽和抽拉式標(biāo)簽盒使人在操作時一目了然。兩線制和三線制加上一個保護(hù)用的屏蔽端，使直接連接傳感器／執(zhí)行機(jī)構(gòu)成為可能。

現(xiàn)場總線端子盒系列擴(kuò)展了Beckhoff總線產(chǎn)品的范圍。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、牢固，價格經(jīng)濟(jì)，防護(hù)等級為IP67，可直接安裝在機(jī)器設(shè)備上?？偩€端子盒體積很小，長寬170mm×30mm,高度只有27mm。這類產(chǎn)品防水、防塵，是一些特殊場合的理想選擇。