Une grande entreprise doit construire un entrepôt tridimensionnel automatisé composé de 12 empileurs, 18 744 postes de chargement, 133 convoyeurs et 34 ascenseurs. Ses caractéristiques sont: une grande capacité de stockage, une fréquence d'entrée et de sortie élevée, une technologie de traitement de pré-stockage complexe et un grand nombre d'équipements. Dans ce type d'entrepôt tridimensionnel automatisé composé de nombreux équipements, le principal problème à résoudre est la stabilité du système et l'efficacité de l'entrée et de la sortie. Lors de la conception du projet, les problèmes suivants sont principalement pris en compte: installation et débogage faciles (pour raccourcir le cycle d'installation et de débogage), et le système de traitement de prébibliothèque doit avoir un contrôle simple de l'équipement, un fonctionnement de contrôle stable et fiable. Le système de contrôle doit avoir des capacités d'auto-diagnostic des pannes d'équipement et des capacités de protection sur site des pannes.

Un contrôle de la conception de l'architecture matérielle

Selon les exigences système prédéfinies, nous avons hardiment adopté le bus AS-interface comme bus de transmission sous-jacent pour détecter les signaux et contrôler les signaux.

AS-I(Actuator-Sensor-Interface) est l'abréviation anglaise d'actionneur-capteur-interface. Il s'agit d'un réseau de bus utilisé pour échanger des informations dans les deux sens entre le contrôleur (station principale) et le capteur/actionneur (station estamentaire). Il appartient au système de réseau de surveillance sous le bus de terrain (Fieldbus). Un système de bus AS-i peut être connecté à PLC, passerelle ou bus de terrain supérieur (Profibus, Interbus, DeviceNet, CAN, Modbus, Modbus, CCLink, Ethernet) via la passerelle de sa station principale. La station principale AS-i peut être utilisée comme serveur de nœuds pour le bus de terrain supérieur, et un lot d'escales AS-i peut être connecté en dessous. Le bus AS-i est principalement utilisé dans les systèmes de capteurs et d'actionneur avec des caractéristiques de commutation. Le capteur peut être un interrupteur de proximité de position et de température, de pression, de débit, de niveau de liquide, etc. L'actionneur peut être une variété de vannes de commutation, de convertisseurs électriques/gaz et d'alarmes sonores et optiques, ou des appareils de commutation basse tension tels que des relais, des contacteurs et des boutons. Bien entendu, le bus AS-i peut également être connecté à des équipements analogiques. Il faut noter qu'en plus de transmettre des signaux sur le câble à deux noyaux reliant la station principale et la station escale, il fournit également une alimentation de travail. Sa topologie de réseau est flexible (linéaire, arborescente, bus, étoile, etc.), le taux de transfert de données est de 167Kbit/s, le système est simple à installer et à mettre en service, avec des fonctions d'avertissement de défaut, la maintenance et le diagnostic sont simples et rapides, et le temps d'arrêt est court.

La longueur de chaque bus AS est de 300 mètres, le nombre de stations est de 31 et chaque station escale peut être connectée à 4 entrées et 4 sorties. Dans ce schéma, nous avons adopté un double bus AS-i pour diviser le système de l'appareil électrique en deux, ce qui garantit la commodité de l'installation et du débogage de l'appareil, et a également jeté les bases matérielles du logiciel de contrôle pour réaliser la fonction d'auto-diagnostic des pannes de l'équipement.

II. Conception de l'architecture logicielle de contrôle

Le système de contrôle automatisé des équipements d'entrepôt tridimensionnel a connu plusieurs périodes telles que le contrôle électrique, le contrôle programmatique électrique et le contrôle de programme numérique. À l'heure actuelle, le système de traitement préalable à l'entrepôt de l'entrepôt tridimensionnel est généralement traité par des convoyeurs, des chariots de transmission et des stations de chargement. Pour le système de traitement pré-bibliothèque composé de convoyeurs, en fonction des besoins de l'utilisateur, son échelle et son agencement varieront considérablement. Par conséquent, lors de la conception de sa structure mécanique, il est nécessaire de prendre en compte la complexité du système de commande du convoyeur et la difficulté de réalisation du contrôle. De plus, lors de l'installation et de la mise en service sur site, car son système est un nouveau système personnalisé pour les utilisateurs, il est spécial dans les caractéristiques du signal de détection, les caractéristiques du signal de commande et le flux de travail. À l'heure actuelle, le système de contrôle adopté par la plupart des fabricants décrit le flux de travail de l'équipement par le code du programme, et sa complexité de contrôle est étroitement liée à l'échelle du système. Ce type de structure de programme est non seulement difficile à déboguer, mais en termes de fiabilité et de stabilité de son fonctionnement, il suivra le personnel de débogage. Il existe une grande différence entre les capacités techniques et la qualité psychologique.

Afin de répondre aux exigences de haut niveau de l'entreprise et de répondre aux exigences de pré-conception du système, nous nous sommes appuyés sur la base matérielle AS-i pour concevoir une technologie de contrôle adaptée au système de prétraitement de l'entrepôt tridimensionnel composé d'un groupe de convoyeurs, afin de surmonter la technologie existante dans la conception et le débogage. Le problème de goulot d'étranglement, réduire la complexité de conception et améliorer l'efficacité du débogage, fiabilité de fonctionnement stable et améliorer les performances de travail de l'ensemble du groupe de convoyeurs. Cette technologie génère un groupe de données composé de signaux de détection d'équipement, de signaux de commande d'équipement, de données de topologie de convoyeur et de données de chemin de fonctionnement du matériau après le traitement de la structure de données en étoile en arbre du système de convoyeur. Une fois que le groupe de données est traité par un moteur de données général, l'unité de commande exécutive contrôle et répartit la structure de contrôle individuelle d'un seul convoyeur. La technologie de contrôle de la non-pertinence du contrôle du convoyeur, du moteur de données et de l'unité de contrôle d'exécution est réalisée.

Le modèle logique du convoyeur est établi afin que le convoyeur puisse être contrôlé logiquement, c'est-à-dire que le convoyeur du modèle logique a les mêmes fonctions que le convoyeur physique réel. Dans le traitement des signaux de détection, le modèle logique est conçu avec une structure de convoyeur parfaite, c'est-à-dire un modèle de convoyeur avec des fonctions telles que la détection d'arrivée, la détection de la cargaison, la détection de changement de vitesse et la détection d'attente. Dans le traitement des signaux de commande, une conception de structure de convoyeur parfaite est également adoptée. Une fois terminé, le signal d'entrée du convoyeur physique et le signal de sortie de commande sont connectés aux données des fonctions correspondantes du convoyeur logique pour former une entité de contrôle du convoyeur. Dans le même temps, la même méthode est utilisée pour construire l'entité de contrôle de l'ascenseur.

Tout d'abord, pour le traitement hiérarchique de la structure du convoyeur, cette technique de contrôle permet de contrôler jusqu'à 200 couches de la structure du convoyeur. Deuxièmement, la topologie physique du convoyeur est classée. À l'heure actuelle, la structure combinée du convoyeur est généralement linéaire, à angle droit, en forme de butin et en forme de croix. Les trois derniers types de structures nécessitent un ascenseur pour coopérer lors de la transmission. Il en résulte un moteur de données composé de quatre processus de contrôle. Dans le moteur de contrôle, en analysant le chemin défini, l'analyse de la topologie permet d'obtenir la structure combinée du chemin de transmission de la cargaison sur le convoyeur, et le processus de contrôle correspondant est utilisé pour le traitement.

Deuxièmement, établissez les données de description de la topologie du convoyeur et de l'ascenseur, ainsi que les données de description du mécanisme de couplage du convoyeur et de l'ascenseur.

Enfin, définissez les données de chemin de fonctionnement possibles du convoyeur.

À ce stade, nous pouvons contrôler la manutention des marchandises le long du chemin logique du convoyeur sur le convoyeur physique. Lors de la conception du système de convoyeur, il n'est pas nécessaire de prendre en compte la complexité de contrôle que le convoyeur peut avoir. Lors de la mise en service, tant que le signal d'entrée du convoyeur physique et le signal de sortie de commande sont connectés aux données de la fonction correspondante du convoyeur logique, une entité de contrôle du convoyeur est constituée et, en fonction de la situation réelle, les données de structure topologique du groupe de convoyeurs sont établies et les données de chemin de manutention physique peuvent être utilisées pour terminer le débogage du convoyeur.

Une fois le modèle de données du groupe de convoyeurs établi, afin de coordonner le travail du système, il est nécessaire d'avoir un module de fonction de routage, un module de résolution de chemin, un module de génération de processus, un module de surveillance de l'équipement, un module de répartition de l'équipement, un module de contrôle de processus, etc., pour terminer la coordination du groupe de convoyeurs.

Cette technologie de contrôle est une technologie d'optimisation de chemin numérique. Le transport du matériau du système de gestion est lié à la planification numérique de l'équipement via le code-barres de la palette. Le module de surveillance de l'équipement surveille l'état de fonctionnement du matériau et réalise avec succès l'auto-diagnostic des défauts d'équipement et la protection du site de défaut, il a jeté une base solide pour le fonctionnement stable et fiable du système de traitement prébibliothèque.

3. L'état des applications sur site

Premièrement, le bus AS-i relie les actionneurs et les capteurs binaires de manière simple et économique. Étant donné que tous les points de collecte de traitement du signal sont très proches de l'unité de traitement, l'installation et le débogage des appareils électriques sont extrêmement pratiques; les risques de sécurité et de défaillance sont minimisés.

Deuxièmement, après avoir réoptimisé le moteur numérique sur site, le système peut réaliser la conception, l'installation et la mise en service de tout processus complexe de systèmes de traitement prébibliothèque. Après plus de deux ans de test de fonctionnement, la stabilité et la fiabilité du système ont été vérifiées.

À l'heure actuelle, cette technologie a été appliquée avec succès aux entrepôts tridimensionnels de réfrigération automatisés et aux entrepôts tridimensionnels automatisés de nombreuses grandes entreprises.