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#65306;1提高到1：12,大幅缩短了待机充电的时间.镉镍蓄电池、镍锌蓄电池、镍氢蓄电池等在AGV上均有使用.充电方式以自动充电方式为主,充电智能化水平进一步提高.充电装置在小车上的布置方式有多种,一般有地面电靴式、壁挂式等.充电联接方式有人工接插式、上置式、下置式和侧置式.
最新动向是AGV供电采用无接触能量传输,无需充电时间,但要地下埋线,可为采用交流驱动系统或交流伺服驱动系统,提高驱动效率,提高控制精度、停位精度提供方便.
AGV供料过去供料到机组外围,人工取料；现在供料到机组临近,人工取料；最新发展是对新型机组供料进机组,由机械手自动装料.
无接触能量传输技术或称非接触供电系统CPS(CONTACTLESS POWERSYSTEM),是一种通过非机械接触的方式进行电力和信号输送的技术,工作原理类似于变压器的初级／次级线圈的变压原理,两个线圈互相之间进行移动,并且通过20kHz的高频传输频率,使传输性能达到最优化.CPS主要应用于AGV、穿梭车、起重机和EMS单轨空中输送系统中.CPS系统仅仅用两根电缆线就可同时实现供电、传感器导航以及数据通讯功能,也可用于电池充电.
CPS是电力传输系统发展的重大突破,具有以下特点：不会产生噪音和粉尘；对环境不产生污染,可应用于潮湿、结冰、多尘等多种恶劣环境；可满足复杂的线路布局,例如分叉、合流；数据通讯集成在初级电缆中,无需额外的通讯线；低成本维护；可提高行走速度和加速度.投资成本较高.
堆垛拆码技术
与圆柱座标、直角坐标、龙门式机器人相比,关节式工业机器人是堆垛拆码应用的主流.传统滑动下落式堆码机能力虽大,但只能适应大批量的形态单一物料,堆垛模式难于交错变化,关节式工业机器人尤其是六关节式工业机器人更具堆垛拆码模式的灵活性.
六关节式工业机器人采用闭环交流伺服控制传动和三维运动学控制软件实现高路径精度,全程高加速.可达到精度0.08mm(马达前置,双轴承)0.1Smm(马达后置,单轴承).采用新型多级真空吸盘,堆垛纸箱可达12件／分,拆码纸箱可达14件／分,短时最高可达16件／分.最近国内开发的龙门直角坐标式机器人堆垛拆码能力可望进一步提高.机器人也应用于货物托盘移位、托盘码分、剪带收带、开包倒料等作业.
分拣、分类、分流、合流技术
近年来、邮政、烟草、食品、医药、商业、书业等行业相继建设了规模不同、自动化程度不同的分拣配送中心,分别采用了单层、多层、高架等仓储模式,出现了库拣合一、高架库中拣选、高架库端输送机在线拣选等模式.小规模的分拣系统较多采用人到货的电子标签辅助、无线小车辅助等方式.由于中国零售户众多、个人消费习惯为多频次、小批量以及减少资金投入的压力,即使大规模的分拣系统也要求实现多品种、小批量、多批次、短周期的物品分拣和配送作业.
自动分拣、分类、分流、合流设备的种类很多,有滑靴式、翻盘式、翻板式、交叉带式、皮带浮出式、滚筒浮出式、转臂式、扫推式、搓轮式、斜向分流式、弹出轮式等.有塔式分拣机、立式分拣机、卧式分拣机、通道式分拣机、自动划箱机、自动开箱机、自动补货机等.这些基本上实现了国产,但水平参差不齐.交叉带式效率最高,速度可达2.3m／s,分拣能力可达27000件／时.新型数字式滑靴式分拣系统不论轻重物品两侧分拣可达18000个／时. 各种类型的输送机设备如链式、辊道、带式、积放、升降、合流、分流输送机、升降台、连续提升机、滑槽等输送机设备,轻型、中型、重型国内已能系列化、多品种、多档次成套生产.
一个优质高效的分拣配送中心需要优质高效可靠的单机作支撑,更重要的是需要一个优秀的系统设计和系统集成.以投资强度较高、改造进程较快的烟草行业为例.系统集成商、供应商进行了有益的探索和大胆的创新,提供了上百个适度自动化的或基于电子标签辅助的人工拣选配送分拣中心,初步适应了市场需要,出现了深圳、白沙、晋中等较好的项目.自动化程度较高的项目,只有国外提供的上海海烟项目较好,国内提供的几个项目,都陷入了系统能力严重不足的困境,如以月平均值计算有的系统能力只有规划系统能力的一半.原因何在一是烟草分拣配送的系统设计上,我国与发达国家的国情截然不同,发达国家品牌少,中国品牌多.发达国家没有烟草专卖体制,大公司都自行配送,每个公司的品牌集中度高,因此需要分拣的品牌少.发达国家零售户少,中国零售户多,订单零碎量小.二是系统拣选能力判断的一个误区：就是过于看重单台设备的能力,过于看重设备的小时能力,过于看重部件节拍的计算.事实上,单机能力1台+1台的串连结构的系统能力不等于二,甚至小于一.小时能力×8不等于班产能力.尽管系统集成商事先都对订单结构进行了计算机数据分析并有应对策略,从实践看,仍对订单结构的零碎、波动,分析估计不到位,系统能力指标设置过高.
三是系统过于紧凑,缺乏必要的缓冲存储环节；部分元器件档次不够,可靠性较低；一处故障,全线停机.提供适合中国国情的、先进可靠、经济适用,自动化程度较高、适应小批量、多用户、高效率、低成本的现代分拣配送系统,任重道远.
物流电气控制技术
物流的控制系统在经历了继电逻辑控制系统、以微机为代表的集中式数字控制系统、集散控制系统、PLC控制之后,物流控制走向了现场总线控制系统.现场总线以具网络化、开放性、可互操作性、分散性、低成本、系统维护方便等优点,不仅在系统上,而且在复杂的单机上如堆垛机、AGV上都正在推广应用.近年来应用了如Profi实时以太网,响应时间<1 ms,抖动<1 μs,其以太网交换机可达1000M,这些成为物流控制技术的新视角.
目前企业自动化系统主要呈现开放性、集散性、智能化、信息化与网络化的特点.控制系统经历了传统的就地控制、集中控制发展到现在集散控制、分布控制.分布式控制系统正经历着从组合仪表、模拟监督控制(SCC)、直接数字控制(DDC)、集散控制(DCS)、以现场总线(FCS)为标志的数字化、网络化的分布式控制系统、工业以太网技术的发展过程.并由单一生产控制发展到管理控制一体化.
在小型物流项目传统的控制模式仍可继续采用.在中型物流项目应当采用现场总线技术.在大型物流项目的高端用户,应当采用工业以太网技术.
新一代的工业Ether控制系统又将引起控制领域新的变革.以太网具有传输速度高、反应时间快、可靠性高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势,由于它支持几乎所有流行的网络协议,所以在企业系统中被广泛采用.近些年来,随着网络技术的发展,以太网进入了控制领域,形成了新型的以太网控制网络技术.这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展,开放的、透明的通讯协议是必然的要求.目前的现场总线由于种类繁多,互不兼容,尚不能满足这一要求.而工业以太网能同时以单一一条工业以太网缆线的解决方案满足自动化领域的需求.以Profi为例,Profi基于以太网,使用TCP／IP和lT标准,是实时的自动化通信技术,能够与现有现场总线系统PROFIBUS等无缝地集成；Profi有很好的实时性.网络速度从最初的10M发展到快速以太网(100M)再到kM以太网.对于运动控制,使用等时同步实时技术(IRT),可使时钟抖动小于1μs,在一毫秒内控制150个轴.
物流信息技术
物流信息技术及装备涉及面很广,由于篇幅所限,只对几个问题讲一些观点.
自动识别技术,即使在资金雄厚、追求技术一流的烟草工业企业,我们也劝告先以条码技术为主流,待RFID的识别准确率、频率标准、读写器标准等问题彻底解决后,再行过渡.对大景深的条码扫描器件,能够在0.3米～15米范围内扫描条码既可以扫描手持的单据,又可以扫描高位货架上的条码标签的手持设备,应当积极试用.
无线通讯技术,自动识别技术和无线通讯技术结合.目前车载和手持的条码数据终端大多都内置了GPRS(或CDMA 1x)和Wi-Fi的无线通讯模块,实现了货运车辆和人员操作的信息实时性问题,当高速无线网桥与具备无线局域网络功能的便携式数据终端产品结合起来,便能够提供功能强大的移动数据实时采集、数据实时处理、无线货物接收、无线库存盘点、无线货物出库、无线商品核价、无线作业调度等应用.运用无线数据终端,可以在货物接收、储存、提取、补货等信息及时传递给控制系统,实现对库存的准确掌控,缩短系统反应时间.数据传输系统与客户计算机系统连接,实现共同运作,则可为客户提供实时信息管理,提高了信息化水平,实现无纸化作业,改善了物流系统整体运作效率.
数字化的高端多媒体摄像监控,工业视频系统开始向数字化方向转变,通过高分辨率、低照度变焦摄像头和大屏幕电视墙,对物流系统现场中人身及设备安全进行实时观察和监控.作为摄像监控的辅助,还可设置具有群呼、区域选呼、对讲功能的语音调度设施,把中控室、现场从图像和语音两个方面都联系在一起.
图像捕捉速度可达100帧／s.采用IEEEl394／1394a标准促使工业视频系统向着全数字化的方向发展.IEEEl394b数据传送速度能够达到800Mb／s、1.6Gb／s以及理论最高速度3.2Gb／s,能够满足对高速度和高分辨率的需要,能够处理更大的数据量.因此,IEEEl394b将用于电子和半导体行业的检验、质量保证、包装、机械手视频控制、汽车行业以及交通管理.智能式摄像机将会在代码识别、机械测量、产品防伪、质量跟踪、包装、电子和医疗行业中得到应用.
高端用户的可靠性,对航空、石油、烟草工业等高端用户,在设备执行层选用高可靠性的器件,不会丢失任何信息,高可靠性和容错能力的PLC,包括了冗余的CPU、冗余的供电模件和用于冗余CPU通信的同步模块.根据特定的自动化控制过程需要,还可以配置冗余客户服务器、冗余通讯介质、冗余接口模件,无扰动主从切换,事件同步方式进行同步,保证同步的有效性.
在信息管理层不采用双机冷备；通过数据库服务器实现双机热备功能,并增加磁带库、专用备份软件实现数据库的自动备份,提高系统的可靠性.应用服务器提供自动连接数据库服务器的功能,并通过双电源和硬盘镜像等保护措施保证系统的可靠性.增加监测软件(热备软件、集群软件等)和设备(网卡)实现应用服务层的双机热备,提高系统的可靠性.
后记：本文主要简介了工商企业物流技术的新进展,而不涉及交通运输等宏观物流领域.为了保持文章的独立、客观和公正,避免厚此薄彼,文中略去了供应商的名称,但又引用它们的案例、提法、项目、数据和照片,未能一一注明出处,敬请见谅.最终用户的名称有时出现,有时由于用户要求保密也就从略.
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