3 курс 2 семестр / темы для рефератов 6-14

терное только для этого адреса) – см. рис.6.2 а. Кран-штабелер остановится, когда

при движении вдоль стеллажей замкнется определенное сочетание его датчиков,

соответствующее расположению шунтов на заданной адресной позиции.

2. Счетно-импульсный метод, при котором на подвижном объекте

(при адресовании по длине – на ходовой платформе крана-штабелера) устанавли-

вается один датчик, а на каждой адресной позиции – один шунт для его замыка-

ния – см. рис.6.2 б. Кран-штабелер, двигаясь вдоль стеллажей, считает импульсы,

поступающие при проходе его датчиком каждой адресной позиции и останавли-

вается, когда поступившее число импульсов окажется равным числу, соответст-

вующему заданному адресу.

		а)				1																3
								2																				4
			б)									1	2								3	4		5		6
						1
						2							5

Рис. 6.2. Схемы позиционно-кодового (а) и счетно-импульсного (б) методов автоматического адресования стеллажных кранов-штабелеров:1 – направление движения крана-штабелера вдоль межстеллажного прохода; 2 – датчики, установленные на ходовой платформе КШ; 3 – уникальные сочетания шунтов на адресных позициях; 4 – стойки стеллажей; 5 – одиночные шунты на трассе движения датчика при счетно-импульсном методе; 1-6 – номера y адресных позиций (ячеек по длине стеллажа)

Преимуществом позиционно-кодового метода автоматического адресования кра-

нов-штабелеров является большая надежность адресования. а недостатки – боль-

шое число датчиков, сложность и большая стоимость САУ (ввиду большого числа

датчиков). При числе датчиков, равном 4, как показано на схеме рис. 6.2 а, мак-

симальное число адресов ячеек по длине стеллаже может быть не более y = 4 ! =

11

1*2*3*4 = 24 (число возможных перестановок уникальных расположений шунтов

на адресных позициях равно факториалу от числа датчиков). При числе датчиков,

равном 5, число ячеек по длине стеллажей может достигать: y = 5 ! = 120.

Преимуществами счетно-импульсного метода автоматического адресования

кранов-штабелеров являются малое число датчиков (один по каждой степени под-

вижности – по длине, высоте и ширине), простота и низкая стоимость САУ. Не-

достаток этого метода –более низкая надежность САУ ввиду возможности наве-

дения ложных импульсов (влияние этого недостатка сокращается при квалифици-

рованном проектировании САУ).

Стеллажный кран-штабелер имеет три степени подвижности (направления дви-

жения): по длине, высоте и выдвижение телескопического грузозахвата (см. главу

3). По все этим трем направлениям движения устанавливается система датчиков

и шунтов для их замыкания (рис. 6.3).

		7
		6
	ГРУЗ	5	3
2		4
		3
	1
		2
			1

Рис. 6.3. Схема расположения датчиков и шунтов на автоматическом стеллажном кране-штабелере: 1 – датчик точной остановки СКША по длине; 2

– шунты точной остановки СКША по длине; 3 – шунты точной остановки грузозахвата по высоте (по 2 шт. напротив каждого яруса стеллажей)); 4 – датчик выдвижения грузозахвата по ширине; 5 – шунты выдвижения грузозахвата по ширине; 6 – датчик точной остановки грузозахвата по высоте; 7 – стеллажи; 1-3 (в кружках) – степени подвижности СКША

12

Датчик точной остановки СШКА по длине устанавливается на ходовой плат-

форме СКША. а шунты для его замыкания – в нижней части металлоконструкций стеллажей. Датчик точной остановки грузозахвата по высоте устанавливается на каретке подъемной грузовой платформы СКША, а шунты для его замыкания – на вертикальной колонне СКША, по 2 шт. напротив каждого яруса стеллажей, в 100

мм один над другим (нижний шунт для операции взятия груза, верхний – для ус-

тановки груза). Датчики, фиксирующие выдвижения телескопического грузоза-

хвата по ширине, устанавливаются на подъемной грузовой платформе СКША, а

шунты для их замыкания – на секциях телескопического грузозахвата.

По аналогии с САУ стеллажных кранов-штабелеров может быть выполнена система автоматического управления подъемно-транспортными машинами цик-

лического действия других типов (например, контейнерными кранами на грузо-

вых терминалах). Команды действия автоматическим передвижным машинам мо-

гут передаваться по гибкому кабелю, по радио или через спутниковые системы связи.

Особенности САУ кранов мостового типа (мостовых и козловых кранов,

мостовых кранов-штабелеров) обусловлены недостаточной жесткостью их конструкций, наличием тележки с поперечным передвижением по мосту и дополнительной степенью подвижности – вращения вокруг вертикальной оси (у

мостовых кранов-штабелеров). Это усложняет систему датчиков и шунтов и всю САУ крана, а также снижает точность позиционирования грузозахвата и установки груза. Краны с гибким канатным подвесом груза должны иметь устройства гашения колебаний (успокоители раскачивания).

Автоматизация рельсовых напольных и подвесных транспортных средств циклического действия намного проще, чем кранов, потому что они имеют всего две степени подвижности – движение по трассе и погрузка-разгрузка груза и обычно не требуют большой точности позиционирования.

Безрельсовые автоматически управляемые тележки (АУТ) – в английской интерпретации AGV (Automated Guided Vehicles) – применяют с оптико-электрон-

ной и индуктивной системами автоматического маршрутослежения. Наиболее

13

перспективной и более широко применяемой за рубежом является индуктивная система маршрутослежения (компании Раймонд, Вагнер, Юнгхайнрик и др.), при которой трасса движения робототележки (робокара) обозначается кабелем с электрическим током, прокладываемым в полу склада или цеха в канале сечением

30х30 мм (рис. 6.4.).

9			8
		БК	7
10		БС	6
6			5
5	У		У

4

3

1

2

3

4

Рис.6.4. Схема индуктивной системы маршрутослежения автоматически управляемых тележек (транспортных роботов): 1 – кабель с электрическим током; 2 – электромагнитное поле; 3 – катушки индуктивности; 4 – ходовые приводные и поворотные колеса; 5 – электроприводы передвижения и поворота; 6 – усилители сигналов; 7 – электронный блок сравнения сисгналов; 8 – бортовой компьютер; 9 – корпус робототележки; 10 – каналы связи

Робототележка не имеет рельсов или каких-либо других направляющих путей и идет просто по полу склада или цеха (для повышения безопасности ее трасса может быть помечена яркой белой или желтой полосой). Если робототележка идет по прямой линии, не отклоняясь от трассы, обе ее катушки индуктивности 3,

взаимодействуя с электромагнитным полем 2 вокруг проводника с током 1, выра-

батывают сигнал одинаковой мощности (в определенных пределах) и электрон-

ный блок сравнения 7, сравнивая сигналы от левой и правой катушек и находя их одинаковыми, не дает на выходе никакого сигнала. Если же робототележка от-

клонилась от трассы или подошла к ее повороту, то одна из катушек 3 будет по-

давать более мощный сигнал, и блок сравнения 7 передаст это расхождение сиг-

налов в вычислительное устройство (бортовой компьютер) 8, которое вырабаты-

вает команду на включение приводов 5 поворота колес 4 в нужную сторону.

Подобные устройства маршрутослежения применяют и в системах автоматического управления электропогрузчиками и напольными электроштабелерами.

14

Автоматически управляемые тележки (транспортные роботы или робототе-

лежки) применяются на современных автоматизированных складах для транспор-

тировки грузов между технологическими участками на крупных логистических терминалах, а также – в качестве автоматизированного внутризаводского транс-

порта. В последние годы появилось несколько проектов использования их на контейнерных терминалах в портах для транспортировки крупнотоннажных кон-

тейнеров с причалов, после разгрузки с судов на площадки хранения, перегрузки на сухопутный транспорт или таможенного досмотра.

6.3. Автоматическое адресование грузов в конвейерных системах

Конвейерные системы представляют собой сочетание магистральных, накопи-

тельных конвейеров и соединяющих их перегрузочных устройств.

Конвейерные системы классифицируют: по назначению, роду перемещаемых грузов, конфигурации трассы и направлениям грузопотоков, по степени автомати-

зации (полуавтоматические и автоматические, по типу системы автоматического адресования (с адресоносителями и без адресоносителей, с адресоносителями ме-

ханическими, в виде ярлыков или электронной метки).

Тип и конструкция конвейеров, применяемых в конвейерных системах, зависит от рода и характеристик транспортируемых грузов, назначения конвейерной сис-

темы и формы ее трассы.

Устройства автоматического управления конвейерными системами выполняют следующие основные функции:

-пуск в действие конвейерной системы (все входящие в нее конвейеры и пере-

грузочные устройства должны включаться в действие в последовательности,

обратной направлению грузопотока по конвейерной системы, т.е. начиная с ее конечного конвейера или устройства);

-тестирование технического состояния конвейеров, перегрузочных устройств и САУ;

15

-автоматическое адресование движения грузов по конвейерной системе;

-опознавание грузов, транспортируемых конвейерной системой;

-аварийное выключение конвейерной системы в случае нештатных ситуаций;

-счет и взвешивание грузов, проходящих по конвейерной системе (в случае не-

обходимости);

-ведение динамической модели состояния конвейерной системы и отображе-

ние его на световом табло (состояние устройств, расположение и движение грузов и т.д.);

-диалог с оператором конвейерной системы;

-обмен информацией между устройствами внутри системы и с АСУ верхнего уровня перегрузочно-складского комплекса или грузового терминала;

-выключение конвейерной системы (конвейеры, механизмы и устройства вы-

ключаются в последовательности по ходу грузопотока).

Одной из основных функций САУ конвейерной системы является авто-

матическое опознавание и адресование проходящих по ней грузов.

Первые системы адресования были механического типа и основывались на ме-

ханическом контакте опознающего устройства с самим перемещаемым грузом или с дополнительным специальным устройством (адресоносителем).

В современных конвейерных системах в качестве адресоносителя применяют специальные ярлыки, автоматически наклеиваемые на грузы у отправителя или при опознавании груза на его входе на склад или в саму конвейерную систему.

Эти ярлыки позволяют автоматически опознавать груз, узнавать его характери-

стики (реквизиты), принимать решения о технологии его переработки на складе,

направлении транспортировки, сортировках, адресовать грузы в нужную секцию склада или на другие технологические участки, вести учет грузов и т.д. с помо-

щью управляющих компьютеров, работающих в реальном масштабе времени.

Одним из распространенных способов выполнять указанные операции с гру-

зами в конвейерных системах является кодирование грузов с помощью специаль-

ных ярлыков – штрихового кода (рис. 6.5.).

16

Рис.6.5. Схема штрихового кода для автоматического опознавания и адресования штучных грузов в конвейерных системах

Штриховой код представляет собой совокупность параллельных линий разной толщины, расположение, толщина и сочетание которых кодирует наиболее важную информацию о товаре, необходимую для автоматической переработке груза в поточно-транспортных системах. Реквизиты груза сгруппированы в штриховом коде по разным признакам: код страны происхождения товара, код предприятия-изготовителя, код товара (включает наименование, потребительские свойства, размеры, массу, составные части и т.д.

Штриховой код товара наносится на его упаковку как правило предприятием-

изготовителем при упаковке продукции и подготовке транспортных партий гру-

зов. Затем в различных звеньях логистической цепи доставки грузов он автомати-

чески считывается в конвейерных системах на механизированных и автоматизи-

рованных складах разного типа и назначения, что позволяет автоматизировать процессы переработки грузов на этих складах , ускорить продвижение грузопото-

ков, сократить сроки доставки грузов потребителям.

Считывание штрихового кода в конвейерных системах может осуществляться автоматически стационарными оптико-электронными устройствами, устанавливаемыми вдоль конвейеров, или работниками склада при помощи переносных сканеров-пистолетов (в полуавтоматических конвейерных системах). Сканирующее устройство, считав со штрихового кода информацию о грузе, включает приводы исполнительных механизмов (стрелок, поворотных столов, других перегрузочных устройств), направляя груз по маршруту,

предусмотренному САУ конвейерной системы в реальном масштабе времени.

17

В последнее время в системах автоматического опознавания и адресования грузов вместо штрихового кода начали применять электронные метки (чипы - от английского слова “chip” – осколок, кусок), которые более надежны и лучше со-

храняют информацию о грузах.

В конвейерных системах без адресоносителя автоматическое адресование грузов осуществляется с помощью имитационного моделирования наличия и движения грузов в конвейерной системе. Для этого САУ конвейерной системы формирует и ведет в реальном масштабе времени он-лайн (т.е. одновременно с протеканием технологического процесса переработки грузов на складе)

динамическую модель состояния системы. При поступлении груза на конвейерную систему, наряду с его опознаванием и определением его основных реквизитов, ему присваивается внутренний код.

По мере продвижения груза по конвейерной системе, датчики,

установленные вдоль конвейеров, следят за продвижением груза и последовательно включают отдельные секции конвейерной системы и другие механизмы. В результате груз направляется по заданному ему маршруту.

На рис. 6.6. показана в качестве примера схема конвейерной системы с автоматическим адресованием на складе тарно-штучных грузов.

1

2

3

4

5

6

9				8			7	2
Участок							Зона хранения грузов
разгрузки												Участок погрузки

Рис. 6.6. Конвейерная система на автоматизированном складе тарно-штучных грузов: 1 – конвейер приема грузов в систему; 2 – секции магистрального конвейера; 3 – стеллажи зоны хранения; 4 – автоматические стеллажные краны-штабелеры; 5 – перегрузочные устройства; 6 – накопительные конвейеры для транспортных партий; 7 – сканирующие устройства для опознавания грузов; 8 – направление грузопотока; 9 – входное сканирующее устройство для ввода информации о грузе в САУ

18

САУ конвейерных систем для сыпучих грузов - более простые, так как в них не надо опознавать каждый отдельный груз. В этих конвейерных системах грузы перемещаются сплошным потоком, и необходимо только иметь информацию о наличии груза на конвейерах, заполнении емкостей (бункеров,

штабелей, силосов) грузами или расходование из них грузов, тестировать состояние конвейеров, устройств и самой САУ, опознавать наличие посторонних грузов на конвейерах (например, металлических включений и т.д.).

В бункерах для получения информации о наличии груза устанавливаются датчики верхнего и нижнего уровней, которые по соответствующим алгоритмам дают сигналы на включение или отключение разгрузочных устройств. Датчики применяют оптические, мембранные, вращающиеся крыльчатки и др. При зависа-

нии сыпучего груза в бункерах, питающая их конвейерная система автоматиче-

ски отключается, и могут включаться вибраторы или другие устройства, способ-

ствующие истечению сыпучего груза из бункеров.

6.4. Автоматизация документооборота и учета грузов на складах

Автоматизация подъемно-транспортных машин, групп и систем машин подготавливает важную информацию о грузах и грузопотоках, которая используется для учета прибытия грузов на склады, наличия грузов и свободных мест для размещения грузов, о количестве выданных грузов и т.д.

Информационное обеспечение технологического процесса переработки грузов на крупных перегрузочно-складских комплексах, грузовых терминалах и в логистических центрах является важной составной частью логистических систем доставки грузов и во многом способствует эффективности этих систем, интенсив-

ности продвижения грузопотоков и сокращению сроков доставки грузов. Осо-

бенно важное значение полная, достоверная и своевременная информация о гру-

зах и грузопотоках имеет на крупных логистических терминалах тарно-штучных грузов, где номенклатура перерабатываемых грузов может достигать десятков ты-

сяч наименований.

19

Информационное обеспечение транспортно-складских процессов играет большую роль также для организации финансовой, бухгалтерской, налоговой отчетности, анализа и планирования экономических показателей деятельности промышленных, торговых, транспортных и других предприятий.

Основные функции и задачи, которые должна выполнять автоматизированная система управления складом (АСУС) формируются разработчиками технологической части проекта совершенствования действующего склада или при проектировании нового перегрузочно-складского комплекса. Техническое исполнение АСУС по заданиям технологов ведут специалисты по информатике и компьютерным технологиям.

Примерный список задач, который должна решать АСУС, приведен в табл.6.1. Алгоритмы решения задач предварительно подготавливаются технологами, а потом согласовываются и уточняются специалистами по компьютерным информационно-управлящим системам.

							Таблица 6.1.
Список задач автоматизированной системы управления					складом
Номер	Название задачи		Основные разделы и описание задачи
пп
1.	Информационная	модель	Создание	информационной			модели.
	склада		Пополнение модели новой информацией.
			Восстановление		модели	после	отказа
			технических средств. Учет количества грузов
			и мест их размещения.
2.	Управление	работой	Формирование команд устройствам ло-
	подъемно-транспортного		кальной автоматики (УЛА). Обмен ин-
	оборудования		формацией с УЛА. Мониторинг тестирования
			УЛА и САУ в целом.
3.	Учет прибытия грузов		Реквизиты и количество прибывших грузов
	на склад		по-суточно. Маршруты их движения в складе.
			Печатание документов по прибытию грузов
			на склад.
4.	Учет отправления грузов со		Реквизиты и количество отправленных со
	склада		склада грузов по-суточно. Маршруты их
			отправки. Печатание документов по выдаче
			грузов со склада.
5.	Поставщики грузов		Список и	характеристика		поставщиков.
			Выбор поставщиков. Условия поставки
			грузов. Логистические цепи поставки грузов,
			методы их выбора. Договора на поставку
			грузов на склад.
6.	Потребители грузов		Список и характеристика потребителей.
			Рынок потребителей. Товаропроводящая сеть.

20