http://www.bfqmb.cn 2009-01-16 09:19
物流自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是控制輸送系統(tǒng)完成其物料的輸送任務(wù)。在環(huán)繞庫(kù)房、生產(chǎn)車間和包裝車間的場(chǎng)地,距地面4至6米處,設(shè)置有由許多皮帶輸送機(jī)、滾輪輸送機(jī)等組成的一條條輸送鏈,經(jīng)首尾連接形成連續(xù)的空中輸送線。在物料的入口處和出口處設(shè)有和路徑叉口裝置、升降機(jī)和地面輸送線。這樣在庫(kù)房、生產(chǎn)車間和包裝車間范圍內(nèi)形成了一個(gè)既可順暢到達(dá)各個(gè)生產(chǎn)位置同時(shí)又是封閉的循環(huán)輸送線系統(tǒng)。所有生產(chǎn)過(guò)程中使用的有關(guān)材料、零件、部件和成品的等物料,都須裝在貼有條形碼的托盤箱里才能進(jìn)入輸送線系統(tǒng)。在生產(chǎn)管理系統(tǒng)發(fā)出的生產(chǎn)指令的作用下,裝有物料的托盤箱從指定的入口處進(jìn)入輸送系統(tǒng)。
此時(shí),系統(tǒng)經(jīng)過(guò)掃描托盤箱上的條形碼,查尋生產(chǎn)管理系統(tǒng)的生產(chǎn)指令并與之比較,可自動(dòng)識(shí)別判斷出該托盤箱需要達(dá)到的目的地出口。系統(tǒng)將按照最佳路徑,控制啟動(dòng)相應(yīng)一系列輸送鏈、路徑叉口裝置和升降機(jī),把該托盤箱自動(dòng)輸送到指定出口。
因此,物流自動(dòng)控制系統(tǒng)主要利用PLC控制技術(shù),使系統(tǒng)按照生產(chǎn)指令,通過(guò)系統(tǒng)的自動(dòng)識(shí)別功能和輸送系統(tǒng),自動(dòng)地和柔性地把托盤箱里的生產(chǎn)物料,以最佳的路徑、最快的速度,準(zhǔn)確地從生產(chǎn)場(chǎng)地的一個(gè)位置輸送到另一個(gè)位置,完成生產(chǎn)物料的時(shí)空轉(zhuǎn)移,保證各種產(chǎn)品的生產(chǎn)按需要協(xié)調(diào)地進(jìn)行和按需要迅速地變化。保證工廠設(shè)備和生產(chǎn)的高效率運(yùn)行。在這個(gè)過(guò)程中,最佳路徑控制成為物流自動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵,而系統(tǒng)其他部分則圍繞路徑控制進(jìn)行相應(yīng)工作。
物流控制的基本工作原理
物流自動(dòng)控制系統(tǒng)以一臺(tái)西門子公司的PLCS7-300CPU318-2DP為核心,現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)總線Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),ET200為主要控制模塊,構(gòu)成的一個(gè)分布式控制系統(tǒng)。為了讓已進(jìn)入輸送線的托盤箱能夠沿著正確的輸送路徑到達(dá)所需的目的地,控制系統(tǒng)在PLC里建立了一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。當(dāng)某個(gè)托盤箱進(jìn)入物流輸送線時(shí),系統(tǒng)立刻在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中為該托盤箱建立一條記錄,存放著該托盤箱的有關(guān)信息。
物流自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程主要分為以下幾個(gè)步驟:
1.生產(chǎn)管理系統(tǒng)中生產(chǎn)指令的產(chǎn)生
在輸送線的各入口處,操作人員按照生產(chǎn)計(jì)劃,把物料按種類裝入不同的托盤箱,再通過(guò)手持式條形碼激光掃描儀把這些托盤箱的條形碼輸入到生產(chǎn)管理系統(tǒng)中。生產(chǎn)管理系統(tǒng)對(duì)收到的每個(gè)托盤箱條形碼,依據(jù)生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃,立即產(chǎn)生一條該托盤箱的生產(chǎn)指令,并放入到生產(chǎn)指令表格中,以便物流自動(dòng)控制系統(tǒng)查找。每條生產(chǎn)指令內(nèi)容由三部分組成:該托盤箱上的條形碼代碼、該托盤箱在輸送線上的入口位置和出口位置。
2.物流入口處的查詢
當(dāng)操作人員把準(zhǔn)備好的托盤箱放入某入口處的滾輪輸送機(jī)時(shí),托盤箱會(huì)運(yùn)動(dòng)到輸送機(jī)中間位置停下來(lái),此時(shí)PLC控制該入口處固定式條形碼激光掃描儀,獲取該托盤箱的條形碼,并依此條形碼向上層生產(chǎn)管理系統(tǒng)的生產(chǎn)指令表格查詢?cè)撏斜P箱。根據(jù)返回信息,可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況:
a)該托盤箱在生產(chǎn)指令表格中不存在,或者存在但入口位置不符。說(shuō)明此托盤箱是非法的,不該進(jìn)入物流輸送系統(tǒng),PLC會(huì)立即控制開(kāi)啟入口處的聲光報(bào)警器,通知操作人員把此托盤箱從輸送機(jī)上手工搬走。
b)該托盤箱在生產(chǎn)指令表格中存在,并且入口位置相符。說(shuō)明此托盤箱是合法的,系統(tǒng)可接受。一方面PLC控制入口輸送機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),讓此托盤箱進(jìn)入物流輸送系統(tǒng);另一方面,PLC為此托盤箱在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立一條記錄。條形碼寫入記錄第一部分。PLC根據(jù)生產(chǎn)指令中指明的此托盤箱的出口位置和實(shí)際輸送路徑,計(jì)算出路徑控制碼,并把該路徑控制碼寫入記錄第二部分。
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3.物流輸送的路徑控制
本物流輸送系統(tǒng)是按照一個(gè)方向單向輸送的,構(gòu)成一個(gè)封閉的循環(huán)輸送線,基木上由主循環(huán)和次循環(huán)兩部分組成。分布在循環(huán)線上的路徑叉口分開(kāi)控制裝置和路徑叉口合并控制裝置,控制著托盤箱從循環(huán)線分離進(jìn)入支線和從支線進(jìn)入合并進(jìn)入循環(huán)線。對(duì)于已進(jìn)人物流輸送線的托盤箱,為了到達(dá)指定的目的地出口,其輸送路徑的選擇,基本上是由輸送線沿線上路徑叉口分開(kāi)控制裝置所控制。存在于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的托盤箱記錄,其中記錄第二部分-路徑控制碼規(guī)定了托盤箱到達(dá)目的地的路徑。按照輸送線和叉口分開(kāi)裝置的實(shí)際分布情況,歸納形成路徑控制碼的代碼表。用這種路徑控制碼的方法可以保證作到,當(dāng)托盤箱不管在輸送線上什么位置,只要沿著循環(huán)輸送線運(yùn)行,只要依靠本身的路徑控制碼,通過(guò)條碼掃描儀的自動(dòng)識(shí)別和系統(tǒng)判斷,總能找到該托盤箱的目的地出口。
4.物流出口處的控制
當(dāng)該托盤箱在叉口分開(kāi)裝置作用下從循環(huán)輸送線進(jìn)入出口支線時(shí),PLC會(huì)控制升降機(jī)把托盤箱引導(dǎo)到地面輸送線,送到目的地,使托盤箱退出物流輸送系統(tǒng)。同時(shí)PLC會(huì)調(diào)用功能塊,在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除該項(xiàng)托盤箱的記錄信息,并通知上層生產(chǎn)管理系統(tǒng),該條生產(chǎn)指令執(zhí)行完畢,該托盤箱已送到指定物流出口。
系統(tǒng)的PLC控制程序的結(jié)構(gòu):
采用STEP7語(yǔ)言編制PLC控制程序。該控制程序以清晰的線性模塊化方法體現(xiàn)出物流控制方式和結(jié)構(gòu)。可分為以下部分:
1.運(yùn)動(dòng)設(shè)備控制
對(duì)所有皮帶輸送機(jī)、滾輪輸送機(jī)和升降機(jī)按照所需的模式運(yùn)行,保證托盤箱在輸送線上能夠暢通連續(xù)運(yùn)行。
2.輸送路徑控制
按照托盤箱的路徑控制碼,控制輸送線和叉口分開(kāi)裝置,實(shí)現(xiàn)托盤箱輸送當(dāng)中的路徑選擇。
3.自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理
把條形碼激光掃描儀和PLC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合,完成對(duì)輸送線上托盤箱的自動(dòng)識(shí)別。
4.與上位生產(chǎn)管理系統(tǒng)的接口管理
主要處理與上位機(jī)的信息交換,包括通訊規(guī)約、報(bào)文格式、通訊編碼和解碼及診錯(cuò)等。
5.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)
利用數(shù)據(jù)塊建立數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)區(qū),存儲(chǔ)托盤箱的記錄信息。利用功能塊實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作,為輸送系統(tǒng)路徑控制提供依據(jù)。
6. WinCC監(jiān)控的數(shù)據(jù)處理
配合WinCC監(jiān)控,進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理,主要有報(bào)警處理、有關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)處理等。
為保證該系統(tǒng)正??煽坑行У剡\(yùn)行,減少各種故障,采取了下列措施:1.可視化監(jiān)控系統(tǒng);2.輸送線的睡眠狀態(tài)方式;3.路徑合并控制;4.托盤箱輸送的均勻性。
從上述分析得知,為西門子上海移動(dòng)通訊有限公司實(shí)施的工廠物流自動(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)際上是系統(tǒng)在執(zhí)行生產(chǎn)管理系統(tǒng)的生產(chǎn)指令中,利用PLC控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)物料輸送的過(guò)程。系統(tǒng)通過(guò)控制輸送鏈運(yùn)行和標(biāo)準(zhǔn)托盤箱的路徑選擇,把物料輸送延伸到庫(kù)房和生產(chǎn)線的各個(gè)環(huán)節(jié),把庫(kù)房、生產(chǎn)車間和包裝車間有機(jī)地連接起來(lái)。在銜接人與工位、工位與工位、加工與存儲(chǔ)、加工與裝配、裝配與包裝等物流環(huán)節(jié)的同時(shí),也具有物料暫存和緩沖的功能。因此,該物流自動(dòng)控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)調(diào)試和運(yùn)行,其生產(chǎn)物料自動(dòng)配送能力可以滿足各種產(chǎn)品的生產(chǎn)需求,可以滿足該公司的設(shè)備和生產(chǎn)的高水平和高效率運(yùn)轉(zhuǎn)的。
基于PLC自動(dòng)控制技術(shù)的物流自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)現(xiàn)代化工廠提高生產(chǎn)效率的有力措施。它把加工車間和專用倉(cāng)庫(kù)融為一體,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)物料輸送的自動(dòng)化和柔性化,縮短了響應(yīng)周期,降低了工位存儲(chǔ),同時(shí)也提高生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化和柔性化。這個(gè)系統(tǒng)猶如不知疲憊的搬運(yùn)工,嚴(yán)格按照指令連續(xù)不斷地進(jìn)行物料輸送。所以,物流自動(dòng)控制系統(tǒng)在生產(chǎn)制造和加工領(lǐng)域里,尤其是在大規(guī)模、高效率、連續(xù)生產(chǎn)的企業(yè)里,的確是一項(xiàng)值得推廣的技術(shù)。