Một doanh nghiệp lớn cần thiết lập một nhà kho ba chiều tự động bao gồm 12 máy xếp, 18.744 chỗ chứa vật liệu và 133 băng tải và 34 thang máy. Đặc điểm của nó là: dung tích chứa lớn, tần suất ra vào cao, quy trình tiền xử lý phức tạp, số lượng thiết bị lớn. Loại kho ba chiều tự động bao gồm nhiều thiết bị, vấn đề chính cần được giải quyết là sự ổn định của hệ thống và hiệu quả của việc xuất nhập kho. Dự án chủ yếu xem xét các vấn đề sau khi thiết kế phương án: lắp đặt và gỡ lỗi thuận tiện (để rút ngắn chu kỳ lắp đặt và gỡ lỗi), hệ thống tiền xử lý thư viện phải đơn giản về điều khiển thiết bị, điều khiển và vận hành ổn định và đáng tin cậy. Hệ thống điều khiển cần có khả năng tự chẩn đoán lỗi thiết bị và khả năng bảo vệ hiện trường lỗi.

1. Thiết kế kiến trúc phần cứng điều khiển

Theo các yêu cầu hệ thống đặt trước, chúng tôi đã mạnh dạn sử dụng bus AS-interface làm bus truyền tải cơ bản để phát hiện tín hiệu và tín hiệu điều khiển.

AS-I(Actuator-Sensor-Interface) là tên viết tắt tiếng Anh của bộ truyền động-cảm biến-giao diện, là mạng bus được sử dụng để trao đổi thông tin theo cả hai hướng giữa bộ điều khiển (trạm chính) và bộ truyền động/bộ truyền động (trạm phụ). Nó thuộc hệ thống mạng giám sát cơ bản dưới Fieldbus. Một hệ thống bus AS-i thông qua cổng trong trạm chính của nó có thể được kết nối với PLC, cổng hoặc bus trường phía trên (Profibus, Interbus, DeviceNet, CAN, Modbus, Modbus, CCLink, Ethernet). Trạm chính AS-i có thể được sử dụng như một máy chủ nút của fieldbus phía trên và một loạt các trạm phụ AS-i có thể được kết nối bên dưới nó. Bus AS-i chủ yếu được sử dụng trong các cảm biến và hệ thống thiết bị truyền động có đặc tính công tắc. Cảm biến có thể là công tắc tiệm cận vị trí theo nhiều nguyên lý khác nhau và công tắc nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và mức chất lỏng. Bộ truyền động có thể là các van công tắc khác nhau, bộ chuyển đổi điện/khí, báo động âm thanh và ánh sáng, hoặc các thiết bị chuyển mạch điện áp thấp như rơ le, công tắc tơ và nút bấm. Tất nhiên, bus AS-i cũng có thể được kết nối với thiết bị tương tự, cần lưu ý rằng ngoài việc truyền tín hiệu trên cáp hai lõi kết nối trạm chính và trạm phụ, nó còn cung cấp nguồn điện làm việc. Cấu trúc liên kết mạng của nó rất linh hoạt (loại tuyến tính, loại cây, loại bus, loại sao, v. v.), tốc độ truyền dữ liệu là 167Kbit/s, cài đặt và gỡ lỗi hệ thống dễ dàng mở rộng, với chức năng cảnh báo lỗi, bảo trì và chẩn đoán đơn giản và nhanh chóng, thời gian ngừng hoạt động ngắn.

Chiều dài của mỗi AS-bus là 300 mét, số lượng trạm phụ là 31 và mỗi trạm phụ có thể kết nối 4 đầu vào và 4 đầu ra. Trong giải pháp này, chúng tôi sử dụng bus AS-i kép, chia hệ thống thành hai từ thiết bị điện, đảm bảo sự thuận tiện của việc cài đặt và gỡ lỗi thiết bị điện, đồng thời đặt nền tảng phần cứng cho phần mềm điều khiển để thực hiện chức năng tự chẩn đoán lỗi thiết bị.

2. Thiết kế kiến trúc phần mềm điều khiển

Hệ thống điều khiển thiết bị kho ba chiều tự động trải qua nhiều thời kỳ như điều khiển điện, điều khiển chương trình điện và điều khiển chương trình kỹ thuật số. Hiện tại, hệ thống tiền xử lý kho của kho ba chiều thường được xử lý bằng băng tải, xe đẩy truyền tải và trạm xuất kho. Đối với hệ thống tiền xử lý thư viện bao gồm băng tải, sẽ có sự khác biệt lớn về quy mô và cách sắp xếp theo yêu cầu của người sử dụng. Do đó, khi thiết kế cấu trúc cơ khí của nó, cần phải xem xét độ phức tạp của hệ thống điều khiển băng tải và khó khăn của việc thực hiện điều khiển. Ngoài ra, vì hệ thống của nó là một hệ thống mới được tùy chỉnh cho người dùng khi cài đặt và gỡ lỗi tại chỗ, đặc điểm của tín hiệu phát hiện, đặc điểm của tín hiệu điều khiển và quy trình làm việc là đặc biệt. Hiện tại, hệ thống điều khiển được hầu hết các nhà sản xuất áp dụng quy trình làm việc của thiết bị được phác thảo bằng mã chương trình. Độ phức tạp điều khiển của nó liên quan chặt chẽ đến quy mô của hệ thống. Cấu trúc chương trình này không chỉ khó gỡ lỗi mà còn về độ tin cậy và ổn định hoạt động, nó sẽ theo dõi nhân viên gỡ lỗi. Có sự khác biệt lớn giữa khả năng kỹ thuật và phẩm chất tâm lý.

Để đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn cao của doanh nghiệp và đáp ứng các yêu cầu trước khi thiết kế hệ thống, chúng tôi dựa trên nền tảng phần cứng AS-i để thiết kế công nghệ điều khiển phù hợp với hệ thống tiền xử lý kho ba chiều bao gồm các cụm băng tải, nhằm khắc phục sự cố của công nghệ hiện có trong thiết kế và gỡ lỗi Vấn đề nút cổ chai, giảm độ phức tạp của thiết kế và nâng cao hiệu quả gỡ lỗi, hoạt động ổn định độ tin cậy và cải thiện hiệu suất làm việc của nhóm băng tải tổng thể. Công nghệ này tạo ra một nhóm dữ liệu bao gồm tín hiệu phát hiện thiết bị, tín hiệu điều khiển thiết bị, dữ liệu cấu trúc liên kết băng tải và dữ liệu đường dẫn vận hành vật liệu sau khi xử lý cấu trúc sao cây của hệ thống băng tải. Sau khi nhóm dữ liệu được xử lý bởi một công cụ dữ liệu chung, cấu trúc điều khiển của một băng tải riêng lẻ được điều khiển bởi bộ điều khiển thực thi. Thực hiện công nghệ điều khiển không phụ thuộc vào điều khiển băng tải với động cơ dữ liệu và bộ điều khiển thực thi.

Mô hình logic của băng tải được thiết lập để băng tải có thể được điều khiển một cách logic, tức là băng tải của mô hình logic có chức năng giống như băng tải thực tế. Trong quá trình xử lý tín hiệu phát hiện, mô hình logic được thiết kế với cấu trúc băng tải hoàn hảo, đó là mô hình băng tải với các chức năng như kiểm tra hàng đến, kiểm tra hàng hóa, kiểm tra thay đổi tốc độ và kiểm tra chờ. Trong việc xử lý tín hiệu điều khiển, một thiết kế cấu trúc băng tải hoàn hảo cũng được áp dụng. Sau khi hoàn thành, tín hiệu đầu vào của băng tải vật lý và tín hiệu đầu ra điều khiển được kết nối với dữ liệu của các chức năng tương ứng của băng tải logic để tạo thành một thực thể điều khiển băng tải. Đồng thời, sử dụng phương pháp tương tự để xây dựng thực thể điều khiển của thang máy.

Đầu tiên, phân lớp cấu trúc băng tải, công nghệ điều khiển này có thể điều khiển lên đến 200 lớp cấu trúc băng tải. Thứ hai, cấu trúc liên kết vật lý của băng tải được phân loại. Hiện tại, cấu trúc kết hợp của băng tải nói chung là loại tuyến tính, loại góc phải, loại butadien và loại hình chữ thập. Ba loại cấu trúc sau cũng yêu cầu thang máy hoạt động khi truyền. Kết quả là một công cụ dữ liệu bao gồm bốn quy trình điều khiển. Trong động cơ điều khiển, thông qua việc phân tích đường dẫn đã thiết lập và phân tích cấu trúc liên kết để có được cấu trúc kết hợp của đường dẫn vận chuyển hàng hóa trên băng tải, và quy trình điều khiển tương ứng được gọi để xử lý.

Thứ hai, thiết lập dữ liệu mô tả cấu trúc liên kết của băng tải và thang máy, và dữ liệu mô tả cơ chế ghép nối của băng tải và thang máy.

Cuối cùng, thiết lập dữ liệu đường dẫn chạy mà băng tải có thể xuất hiện.

Tại thời điểm này, chúng tôi có thể điều khiển hàng hóa xử lý trên băng tải vật lý dọc theo đường dẫn logic của băng tải. Khi thiết kế hệ thống băng tải, không cần phải xem xét độ phức tạp điều khiển mà băng tải có thể phát sinh. Trong quá trình gỡ lỗi, chỉ cần kết nối tín hiệu đầu vào của băng tải vật lý với tín hiệu đầu ra điều khiển với dữ liệu của chức năng tương ứng của băng tải logic để tạo thành một thực thể điều khiển băng tải và theo tình hình thực tế, thiết lập dữ liệu cấu trúc liên kết của nhóm băng tải và đường dẫn xử lý vật lý Dữ liệu có thể hoàn thành việc gỡ lỗi của băng tải.

Sau khi mô hình dữ liệu của nhóm băng tải được thiết lập, để hệ thống điều phối công việc, cần có một động cơ xử lý dữ liệu công cộng bao gồm mô-đun chức năng định tuyến, mô-đun phân tích đường dẫn, mô-đun tạo quy trình và mô-đun giám sát thiết bị, mô-đun lập lịch thiết bị và mô-đun điều khiển quy trình., Hoàn thành công việc điều phối của nhóm băng tải.

Công nghệ điều khiển này là một công nghệ tối ưu hóa đường dẫn kỹ thuật số. Việc xử lý vật liệu của hệ thống quản lý được liên kết với lập lịch kỹ thuật số của thiết bị thông qua mã vạch pallet. Mô-đun giám sát thiết bị giám sát trạng thái hoạt động của vật liệu và thực hiện thành công việc tự chẩn đoán lỗi thiết bị và lỗi Bảo vệ hiện trường, nó đã đặt nền tảng vững chắc cho hoạt động ổn định và đáng tin cậy của hệ thống tiền xử lý thư viện.

3. Tình trạng ứng dụng tại chỗ

Đầu tiên, bus AS-i kết nối bộ truyền động và cảm biến nhị phân một cách đơn giản và tiết kiệm. Bởi vì tất cả các điểm thu nhận xử lý tín hiệu rất gần với bộ xử lý, việc lắp đặt và vận hành điện cực kỳ thuận tiện; các nguy cơ tiềm ẩn về an toàn và hỏng hóc được giảm thiểu.

Thứ hai, sau khi xử lý lại công cụ kỹ thuật số tại chỗ, hệ thống có thể thực hiện thiết kế, cài đặt và gỡ lỗi hệ thống tiền xử lý thư viện của bất kỳ quy trình phức tạp nào. Sau hơn hai năm hoạt động thử nghiệm, độ ổn định và độ tin cậy của hệ thống đã được kiểm chứng.

Hiện tại, công nghệ này đã được áp dụng thành công cho kho ba chiều đông lạnh tự động và kho ba chiều tự động của nhiều doanh nghiệp lớn.