1、第八章 物流自動化系統案例9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計 9.2日本東京煙草物流中心9.3 現場總線控制技術在3萬NM3/H空分安裝上的運用9.4武鋼GPS車船監控系統研發.9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計 9.1.1 西安制藥廠概略 (1)西安制藥廠原有庫存系統情況分析 庫房種類多、規劃分散、管理部門多，呵斥全局管理難度大。 庫房管理采用傳統的手工記賬方式，不能及時和動態地反映庫存信息，使運營決策者在決策時有一定困難。 倉庫作業采用人工方式，出入庫效率低、時間長、完全不能滿足該企業迅速開展的要求。 原有庫房設備不能使藥品這一特殊商品實現先進先出的原那么。 原有庫房的

2、庫存量太大，占用流動資金多，不利于企業開展。 .9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計9.1.1 西安制藥廠概略(2) 自動物流管理中心位置和面積 新建的自動化物流管理中心位于廠區東北角3990平方米。(3) 自動化物流系統管理中心保管物品種類和規格種類規格:共100個種類，129個規格。 日入出量。 每箱分量：最大30kg，最小11kg，數量最多的種類每箱16.8kg外包裝箱規格：900mm500mm200mm； 690mm415mm270mm； 315mm205mm140mm； 625mm415mm270mm； 475mm225mm180mm；315mm278mm200mm。.9.1

3、 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計9.1.2參數設計 (1)單元載貨確實定 設計自動化立體倉庫最重要的一個環節是確定單元載貨尺寸。這是設計自動化立體倉庫大小的根底。它最終將影響到立體倉庫的儲存效率，確定單元載貨尺寸的根底首先是決議入庫品的尺寸。根據入庫的規格尺寸進展排序，選出尺寸相近且占入庫品體積百分率最大的幾種物品、以此為據優化托盤尺寸。此外，思索到托盤的力學性能及價錢，最后確定：單元載荷尺寸為：WLH=1400mm1100mm1400mm托盤尺寸為： WLH1400mm1100mm150mm單元貨格有效容積為：WLH1400mm1100mm1400mm.9.1 西安制藥廠自動化物流系統

4、管理中心設計9.1.2參數設計(2)立體倉庫的主要參數庫房占地面積：95m42m3990平方米采用5巷道9層50列，每巷道2排，總貨位數為：509524500個(3)主要設備自動堆垛機5臺。鏈式保送機(含任務臺)搬運臺車5臺。計算機終端8臺。.9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計9.1.2參數設計 (5)自動化立體倉庫的進出貨才干 每臺堆垛機的平均復合才干為134.1s，即處置復合進出貨所需時間。復合存取是堆垛機把托盤運入、放進貨格之后不出立庫，而是到另一貨格把需出庫貨物運出。5臺堆垛機的復合存取才干為：134.1/526.82s。每天按8h任務制思索，整個系統(5臺堆垛機)的復合才干

5、為： 3600 s8/26.82s1073次 因此，一個任務日進出貨總數(2倍)為：2146次(6)倉庫構造特點 整個貨架區為全封鎖式，入庫和出庫作業區分開，入庫品在入庫前為整理和除塵等工序留有足夠的空間。在貨架區前面留有15m26m的場地，作為貨物的揀選區和入庫前、出庫后的暫存區，也為未來開展自動程度旋轉庫留有余地。 .9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計9.1.3 自動化物流管理中心的系統設計(1)物流系統管理范圍物流系統管理范圍如以下圖 所示進貨入庫出庫發貨T1000型自動倉庫.9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計9.1.3 自動化物流管理中心的系統設計(2)系統根本功能

6、 本系統以托盤為單位，對在庫品進展管理。 儲位管理方式(托盤與貨架關系)采用自在儲位管理方式，即尋覓貨架閑空貨位的位置，高效率使托盤入庫。 分配管理方式(物品與托盤的關系)。當托盤上的物品全部被取走時，物品與托盤之間的關系被解除。假設其他新物品放入托盤時，那么重新建立起物品與托盤的新關系。 混載管理。在一個儲位里可以放入多個不同物品，叫做混載管理。這個系統最多可放8個物品。 多個儲位管理。本系統可對同一種物品，分別用多個儲位進展管理。 空托盤管理。本系統可以存放空托盤，對空托盤進展科學管理。 出庫順序。完全按先進先出原那么出庫管理。.9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計9.1.4 自動

7、化物流管理系統軟、硬件系統構造 (1)硬件系統構成自動化物流管理系統硬件系統構成概括圖上位系統HUB入庫PC查詢PC出庫PC出庫控制PC倉庫效力器堆垛機挪動臺車地面控制盤入庫控制PC堆垛機挪動臺車地面控制盤頁面打印機PC條碼打印機PC堆垛機挪動臺車堆垛機挪動臺車.9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計9.1.4 自動化物流管理系統軟、硬件系統構造 2)自動化物流管理系統軟件系統構造自動化物流管理系統軟件系統構造圖見圖 軟件構成通道控制子程序設備控制子程序數據處置子程序管理子程序支持子程序各種文件操作處置各種文件夾存儲與恢復處置手工入出庫修正處置賬票處置查詢處置各種作業數據操作子程序各種實

8、踐數據處置子程序接納處置發送處置出入庫處置出入庫中斷處置作業完工處置.9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計9.1.5 運轉系統(1) 運轉系統根本原那么 管理方式。采用自在貨位和區域管理系統管理方式，把自動化立體倉庫分成了3個區域來管理物品。在各區域內以自在貨位的方式進展保管。 入庫原那么。自動化立體倉庫的出庫原那么是以托盤為單位進展入庫。 出庫原那么。出庫原那么是先進先出，自動化立體倉庫之外的“多余物品和貨格內的物品都必需按先進先出的原那么進展出庫。 管理系統。要求自動化物流管理中心的計算機能做各種帳票、查詢有關信息，管理精度高，具備有清點庫存的各種程序。 控制程度階層化。這樣即使出

9、現缺點，也能進展入出庫作業。全部運轉包括在線運轉、自動運轉和手動運轉三部分。 .9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計9.1.5 運轉系統(2)入庫作業程序 1)由叉車提供空托盤 2)把制品或原資料放在托盤上 3)把記載了制品號或原資料號及托盤上個數的現品票貼在托盤上的制品或原資料上。 4)用叉車把“入庫預備完了的托盤放在輸入傳送帶上 5)叉車分開傳送帶，托盤開場向貨態檢測部的方向自動挪動。 6)在貨態檢測部對單元載荷進展貨態檢查，貨態最大尺寸為寬1100mm，深1400mm，高140Omm：之后，讀取貼在托盤側面上的票據數據。之后，托盤停在“入庫設定位置。假設是空托盤，那么在入庫主線上

10、自動合流。 7)假設貨態尺寸超越規定值或讀取托盤側面上的票據數值發生異常時，操作箱的紅色信號燈亮，報警器響，同時解除異常按鈕也亮起來。 .9.1.5 運轉系統(2)入庫作業程序8)把放在制品或原資料上的現品票搜集起來，經過入庫終端，輸入“入庫再入庫數據。入庫再入庫數據是制品號或原資料號、制造號、數量。9)當實際在(入)庫數與輸入數量有差別時，在入庫主線合流后，物品被送到剔出線。假設實際在庫數與輸入數量一致時，那么正常運轉。l0)當一個托盤從貨態檢測部移出時，下一個托盤就進入接受檢測。11)自動報送到入庫主線的托盤，將自動轉到指定的某號堆垛機的入庫通道傳送帶上。在同一入庫通道傳送帶上可保管2個托

11、盤、在入庫站的托盤進入貨格完了后，后續的托盤將自動地送到入庫站。12)在入庫站設有條形碼閱讀器，能讀取托盤側面的托盤號。這個條形碼閱讀器與堆垛機地上控制盤相銜接，讀取的托盤號被送到群管理控制盤中，假設發生不良讀取時，那么送出空數據。13)托盤到達入庫站后，等待進入貨格。 9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計.9.1.5 運轉系統(2)入庫作業程序14)群管理控制盤把從堆垛機地上控制盤送來的托盤號作為入庫要求數據，傳輸給物流管理計算機。15)物流管理計算機根據托盤上制品、原資料的出庫順序查選該貨區的空貨格，并向群管理控制盤發出入庫指令。16)群管理控制盤接到來自物流管理計算機的進入貨位的

12、指令后，向堆垛機的控制盤發出托盤入庫指令。 (托盤在入庫站待命)17)堆垛機地上控制盤和堆垛機把托盤送入指定貨位，當托盤進入貨位后，把“完了數據傳送到群管理控制盤。18)群管理控制盤把進入貨位完了數據傳輸給物流管理中心。19)物流管理計算機接納到上述入貨位完了數據后，修正在庫文件托盤號、貨位號和相應其它文件，自動計入庫存文件中。 9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計.9.1.5 運轉系統(3)出庫作業程序1)收到訂單數據。2)在辦公室經過計算機終端整理訂單.決議出庫方案。按先進先出原那么對在庫和出庫的貨位進展查詢處置，并打印出庫指示一覽表和發貨明細表。3)根據訂單，編制出庫順序方案，制

13、造出庫方案文件，并按堆垛機號打印出應取貨的貨位覽表。發貨記錄票上記載機號、托盤號、訂單號、制品和數量等數據。4)經過辦公室計算機終端，按照出庫方案文件，物流管理計算機向群管理控制盤發出出庫指令。5)群管理控制盤對堆垛機地上控制盤發出出庫指令。6)堆垛機從指定的貨位取出托盤，并搬運到挪動臺車上。7)挪動臺車自動行走。此時出庫終端顯示訂單號和其它有關工程，訂單號用大號字體顯示出來。9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計.9.1.5 運轉系統(3)出庫作業程序8)叉車司機根據發貨記錄票和終端顯示訂單號，把托盤從挪動臺車上取下來，送到指定的發貨口、搬運終了后、把出庫記錄票附在托盤上： 當叉車的貨

14、叉一分開挪動臺車時，經過傳感器就知道挪動臺車上的托盤被取走，此時，挪動臺車自動回到入出庫站.并在指定位置待命，等待堆垛機搬運來的托盤。9)在發貨口待命司機根據發貨明細表和發貨記錄單，按指示數量從托盤上把制品或原資料取出，并進入卡車的車廂中. 10)叉車司機把揀貨終了的托盤送到下個訂單應揀貨的發貨口，假設沒有后續訂單揀貨時，那么把托盤送到指定區域待命入庫。 9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計.9.1.5 運轉系統(4)備用運轉程序 備用運轉是在入庫主線的機器發生缺點時所采用的措施。備用運轉詳細步驟如下: 1)在傳送帶控制盤面上，選擇備用運轉方式。 2)挪動臺車自動待命。 3)叉車把從剔

15、出線運來的托盤放在挪動臺車上 4)當叉車貨叉一分開，經過傳感器作用，挪動臺車自動到入庫站位置。并由條形碼識別器讀出托盤號。 5)堆垛機地上控制盤把同一組數據傳輸給群管理控制盤。 6)管理控制盤把同一組數據作為入庫要求的數據傳給物流管理計算機。 9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計.9.1 西安制藥廠自動化物流系統管理中心設計9.1.5 運轉系統7)物流管理計算機根據入庫要求數據進展入庫設定處置，并按托盤上制品或原資料的出庫順序查詢空貨位后，向群管理控制盤發出入庫指令。8)當入庫指令被回絕或條碼閱讀器不良時，挪動臺車將自動前往待命，異常燈亮，并異常報警。此時，叉車把挪動臺車上的托盤取下，

16、排除異常緣由。 9)當堆垛機地面控制盤接納到來自群管理控制盤的入庫指令后堆垛機把托盤放入貨位中。.1日本東京煙草物流中心概略占地面積：27383平方米建筑面積：13平方米樓房層數：4層總樓層建筑面積：42019平方米地 址：東京千葉縣船橋市。 9.2日本東京煙草物流中心.(2)物流系統的構成 事務室計算機室 自動條煙揀貨設備自動倉庫入發貨，積裝設備整箱揀貨設備事務室管控室事務室裝托盤裝托盤裝托盤卸托盤卸托盤卸托盤開箱機開箱機自動揀貨裝箱電子揀貨看單揀貨整箱的流動式貨架入庫人工揀貨設備整箱的流動式貨架整箱的流動式貨架出貨中心貨出二層三層四層一層.3煙草物流中心設備處置才干自動化立體倉庫。來自工廠

17、的香煙以托盤為單位進入自動倉庫保管。在分貨處置時按先進先出的保管原那么自動進入卸托盤機。產品在入庫前在每個托盤上要貼條形碼，托盤規格為1100mm1100mm，每層可堆放4個箱子，可放8層，即每個托盤堆放32個箱子。自動卸托盤機。自動卸托盤機在計算機的指示下，從自動倉庫送來的托盤上以4箱為單位取出箱子，并把箱子方向調整為同一方向，以便條碼識別機自動識別。之后經過滾輪保送機把箱子移載到箱式流動貨架上。為了滿足作業量需求在四樓有8臺自動卸托盤機。流動貨架。箱子送入流動貨架暫存，之后按開箱機要求，以箱為單位送出，以便開箱作業。這組箱式流動貨架有60列6層360格，此外還有整條煙的流動貨架，這個流動貨

18、架有120列5層600格。.3煙草物流中心設備處置才干裝箱機。在計算機控制下自動揀貨，來自流動貨架的一條條香煙，以0.11s速度進入各自相應的保送帶，一條條香煙在保送帶前端排成一列，以30條為單位裝在塑料箱子中，裝一箱時間只需3.3s，其速度是相當快的，在塑料箱上，貼有零售店的稱號和有關配送信息的標簽。裝托盤機。把裝滿香煙的塑料箱按6箱6層的堆積方式自動堆放在托盤上。為了配送時取下方便，塑料箱的放置順序是按用戶遠近來堆放，遠的在下，近的在上邊。自動揀貨線。用機械手把整箱香煙自動揀取后并堆放在托盤上以備發貨。 .9.3 現場總線控制技術在3萬NM3/H空分安裝上的運用9.3.1工程引見 為了應對

19、國內外銅市場的需求和競爭，江西銅業股份決議提升其旗下的貴溪冶煉廠銅冶煉產能，新建一座30萬噸級銅冶煉廠，采用世界上最先進的閃速煉銅工藝技術。與其配套的過程自動化儀表控制技術和設備經綜合調查、了解設備廠商和用戶，決議采用以FF總線儀表為主，傳統儀表為輔的混合式控制方案。閃速爐、硫酸主工藝流程選用愛默生公司的DeltavFF總線控制系統，主要的配套安裝空分系統選用橫河公司的CS3000FF總線控制系統。整個工程于2005年12月2日開工建立，2007年8月1日建成投產，自動化儀表控制系統投運至今，運轉穩定、可靠，這也標志著FF現場總線控制技術在江銅新30萬噸級銅冶煉廠運用獲得了勝利。這里主要引見橫

20、河公司的CS3000FF總線控制系統在貴冶3萬NM3/H空分安裝中的運用。.9.3.2 現場總線控制系統的網絡構造及配置 貴冶3萬NM3/H空分安裝主要由空氣緊縮系統、空氣預冷系統、分子篩統、冷端和熱端增壓膨脹機系統、氧和氬精餾系統、高純氧系統、液體儲存系統、冷卻水循環系統等構成。I/O點數總計為582點，分類如下： AI 148 AO 74 DI 151 DO 79 RTD 130選用橫河公司最新推出的CS3000R3控制系統，采用VNET/IP千兆以太網控制網絡構造，配置2臺操作員站，1臺工程師站，1臺設備管理站，1臺冗余控制站7個節點。.FF現場總線設備詳細配置現場總線控制卡ALF111

21、 16塊，采用8對冗余方式，占整個控制系統2個節點NODE2和NODE3。.設置32條網段，實踐運用28條網段，4條網段備用，網段構造為雞 爪型構造，平均每條網段6臺FF設備，配置最少的一條網段為4臺FF設備，配置最多的一條網段為8臺FF設備。以下圖所示為網段銜接構造表示圖。.網段輔助設備全部采用MTL公司的產品，每條網段設置了總線電源F600A和防浪涌維護器FP32?？偩€電纜采用國產電纜八益電纜廠消費。主干線電纜為鎧裝金屬絲屏蔽電纜，型號為BJYC3Y32 H1 1X2X0.818AGW;分支線電纜為非鎧裝金屬絲屏蔽電纜，型號為BJYC3Y2 H11X2X0.818AGW。.為了實現對FF現

22、場總線設備的在線監測和動態維護管理，本工程引入了工廠資源管理PRM系統。FF現場總線儀表配置161臺件： 儀表類型 數量 廠商 EJA系列壓力、差壓變送器 82 橫河 EJX系列壓力、差壓變送器 14 橫河 3095多參量流量變送器 1 羅斯蒙特 AXF系列電磁流量計 4 橫河 YTA系列雙路溫度變送器 2 橫河 3787閥門定位器 56 薩姆森 3730-5閥門定位器 1 薩姆森 SIPART PS2FF閥門定位器 1 西門子.9.3.3 FF現場總線設計和安裝以及組態應留意的問題網段設計 網段設計應充分參考，相互關聯的FF現場總線儀表盡能夠設置在同一條網段上，特別要留意宏周期和控制模塊執行

23、時間確實定，至于能否需求采用網段浪涌維護還是設備浪涌維護應視詳細環境定，應盡可能選用大容量的網段供電設備。另外，在網段設計時,最好把現場FF儀表的位號和分配的地址提供應設備供應商，否那么，在實施時FCS系統讀上來的FF設備全都是設備出廠時的缺省值，只能一臺一臺確認，給組態帶來諸多費事。此外，可以借助于FF設備廠商提供的“現場總線網段設計工具來檢查網段設計能否滿足要求。 對于鏈路調度器LAS的思索，普通把主LAS設計在H1卡上，后備LAS設計在網段上的某一臺通訊義務較輕的設備中。然而，在設計FCS系統時普通都是采用冗余的H1卡，故本工程把后備的LAS設置在冗余的H1卡上，這樣做可以減少FF儀表費

24、用?？偩€儀表功能塊設計 受網段通訊速率的限制,普通在一條網段上設計的PID調理功能塊不應超越2個；功能塊總運轉周期時間到達0.25秒的總線設備最好設計為1臺，最多不能超過3臺。另外，在設計FF儀表時不要選用工程運用中不需求的功能塊,這樣可減少設備費用。. 以下圖所示為FF儀表規范的單回路PID功能塊設計案例。 在本工程中，模擬量輸入AI塊(5FI1101)一直設計在變送器上,模擬量輸出AO塊(5FCV1101)始終設計在閥門定位器上，規范的單回路PID功能塊(5FICA1101)普通設置在閥門定位器上。對于串級控制回路,主回路控制PID功能塊在FCS控制器里執行,而副PID功能塊在閥門定位器里

25、執行。. 在CS3000FCS控制系統中,一切放置在現場總線儀表安裝中的功能塊,操作人員都可以經過FCS系統轉換成 FF儀外表板塊來進展操作和監視,但要留意的是AO塊必需置于串級, FF-PID功能塊才干進展手自動切換操作,否那么只能經過AO塊進展手動控制閥門。 復雜回路的PID功能塊普通設計在FCS控制器里執行，如帶有溫壓補正運算(5FCL102)等。在本工程中,一切帶溫壓補正運算的PID調理功能塊、分程控制塊等,均設計在FCS系統控制器中處置。 .圖示為FF儀表復雜回路PID功能塊設計案例.FF電纜施工要求 在現場施工中，對FF電纜和管纜的敷設以及FF儀表設備的安裝做以下規定：敷設的電纜兩

26、端必需印有電纜標識，主干和分支電纜的接線遵照橙色線接正極、淺蘭色線接負極。電纜/管纜盡量經過公用橋架敷設，最小彎曲半徑應大于FF電纜外徑的12倍，敷設的間隔應盡量的短、盡量防止高溫暖高粉塵場所、盡量防止大功率電器設備，假設不能避開以上場所，那么電纜該當穿維護管敷設。所敷設的FF電纜不允許有破損以免呵斥多點屏蔽接地。主干電纜屏蔽接地要求：外層屏蔽鎧裝鋼絲接電氣維護地；在儀表室端，內層屏蔽經過走漏線銜接到網段供電電源設備F600A的網段接線S端子上后再銜接到儀表系統地上，在現場端，內層屏蔽經過走漏線銜接到Megablock分接盒上的TRUNK-IN主網段中的S端子上；中間任何地方對地要求絕緣良好。.分支電纜屏蔽接地要求：外層屏蔽金屬絲銜接到現場分接箱的維護地；內層屏蔽經過走漏線銜接到Megablock分接盒上的各分支網段中的S端子上，留意單端接地，接到現場設備上的支線電纜的屏蔽線必需剪斷，并用熱縮套管封裝好，不得與機殼和儀表地銜接。主干和分支FF電纜接線兩端必需套熱縮套管以免屏蔽線接觸外殼構成多點接地。特別要留意的是室外設備的接線端必需求有防水措施，以確保電纜信號線之間以及對地的絕緣良好。必需按照中現場總線電纜檢驗規范，驗收主干和分支電纜的施工。.9.