前言

在現(xiàn)代物流與倉儲(chǔ)管理領(lǐng)域，自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)已日益普及，堆垛機(jī)和物流小車組合的倉儲(chǔ)系統(tǒng)成為高效、精確存儲(chǔ)和取貨貨物的關(guān)鍵。隨著技術(shù)的進(jìn)步，堆垛機(jī)的定位技術(shù)也在不斷優(yōu)化。傳統(tǒng)堆垛機(jī)采用機(jī)械裝置和導(dǎo)軌上的光電開關(guān)進(jìn)行定位，然而長期使用導(dǎo)致機(jī)械裝置磨損老化，降低定位精度。

為保障堆垛機(jī)和其他物流裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行，宏集推出了專為堆垛機(jī)和物流小車設(shè)計(jì)的智能物聯(lián)網(wǎng)HMI測距系統(tǒng)，能夠高精度定位移動(dòng)裝置，誤差在100米內(nèi)僅約1mm。此外，利用邊緣計(jì)算HMI賦予系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、分析和存儲(chǔ)功能，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)堆垛機(jī)和物流裝置的智能化改造，提升倉庫管理效率。

宏集堆垛機(jī)定位方案

針對(duì)客戶現(xiàn)場的設(shè)備分布和智能化工廠改造需求，我們推薦了宏集高精度測距定位的監(jiān)測方案，幫助客戶完成對(duì)傳統(tǒng)堆垛存儲(chǔ)系統(tǒng)的定位校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)采集和處理的改造項(xiàng)目。

憑借適配性極強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集和邊緣計(jì)算能力，宏集邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸控屏能夠快速建立設(shè)備之間的互聯(lián)互通。

由于兼容市場上所有主流的PLC協(xié)議和工業(yè)協(xié)議，宏集邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸控屏可以采集現(xiàn)場的測距儀、編碼器和控制器的數(shù)據(jù)信息，然后將信息上傳至企業(yè)的SCADA和MES系統(tǒng)。

宏集邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸控屏能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣處理，并根據(jù)相關(guān)結(jié)論向現(xiàn)場的任何設(shè)備發(fā)送指令。

以下是方案的整體架構(gòu)圖：

圖: 方案架構(gòu)圖

宏集高精度測距定位的監(jiān)測方案包括邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸控屏兩款產(chǎn)品，它們的特色功能主要有以下幾點(diǎn)：

(1) 支持200+通訊協(xié)議，包括常見的OPC UA/Modbus/TCP/UDP/自由串口，也兼容大量PLC如西門子/AB/歐姆龍/三菱/施耐德/倍福/GE/基恩士/力士樂等PLC協(xié)議；

(2) 支持10,000點(diǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)簽；

(3) 支持對(duì)接PLC、SCADA、MES、ERP、數(shù)據(jù)庫和云平臺(tái)；

(4) 內(nèi)置Web服務(wù)器，支持客戶在PC和手機(jī)等終端設(shè)備通過Web服務(wù)器遠(yuǎn)程監(jiān)控；

(5) 輕松應(yīng)用的HMI界面組態(tài)軟件，輕松完成對(duì)數(shù)據(jù)的邊緣計(jì)算和可視化，學(xué)習(xí)成本極低。

同時(shí)，該方案也包括超高精度的Dimetix激光測距儀，其性能有幾個(gè)亮點(diǎn)：

（1）測距精度極高，自然表面100米、反射板500米內(nèi)測距的誤差±1mm以內(nèi)；

（2）測距的輸出頻率最高可達(dá)250Hz；

（3）提供多種接口：模擬量、數(shù)字量信號(hào)、自由串口協(xié)議、SSI、USB、PROFIBUS和USB等。

關(guān)鍵挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)之策

1. 傳統(tǒng)的倉儲(chǔ)系統(tǒng)由于機(jī)械老化和機(jī)械變形等問題，堆垛機(jī)或物流小車的定位容易出現(xiàn)偏差，造成安全風(fēng)險(xiǎn)和影響倉庫管理效率。

2. 對(duì)傳統(tǒng)倉儲(chǔ)進(jìn)行智能化改造，將倉庫的數(shù)據(jù)連接到SCADA系統(tǒng)，提高工廠生產(chǎn)的管理效率也是一個(gè)挑戰(zhàn)點(diǎn)。

3. 在現(xiàn)場部署過程中，倉儲(chǔ)系統(tǒng)距離可達(dá)100米，這就要求非接觸式測距設(shè)備的精度必須達(dá)到較高水平，倉儲(chǔ)系統(tǒng)所需的測距設(shè)備必須保證精準(zhǔn)性和可靠性。

? 運(yùn)動(dòng)裝置的高精度定位

傳統(tǒng)的堆垛機(jī)在軌道旁的特定位置安裝擋光片，通過車上的光電開關(guān)確定特定位置，然而這種方案無法實(shí)時(shí)追蹤位置信息。為了滿足客戶提出的實(shí)時(shí)位置追蹤需求，應(yīng)考慮采用新的技術(shù)方案。

客戶要求追蹤運(yùn)動(dòng)裝置的位置，實(shí)時(shí)同步移動(dòng)信息。此時(shí)，宏集Dimetix激光測距儀成為一個(gè)理想的選擇，因?yàn)樗?strong>支持500m內(nèi)誤差小于±1mm的移動(dòng)物體監(jiān)測，并且測量頻率最高可達(dá)250Hz，完全能滿足對(duì)高速物體的測量應(yīng)用。

? 通信實(shí)現(xiàn)

客戶要求倉儲(chǔ)系統(tǒng)使用三菱和西門子的PLC作為控制器，傳感器需接入PLC，并將信號(hào)上傳至SCADA系統(tǒng)。

由于宏集Dimetix激光測距儀提供多種輸出類型，可通過自由協(xié)議的串口通信與PLC建立連接。測距儀測得的距離信息將實(shí)時(shí)同步至PLC，經(jīng)簡單數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換后即可獲得精確到1mm的距離信息。以下為基于三菱PLC的梯形圖通信示例：

圖: 三菱PLC與測距儀的通信例程

? 數(shù)據(jù)采集和處理

客戶要求將倉儲(chǔ)控制器的信息上傳至SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化處理，同時(shí)留有接口以連接至后續(xù)的MES和ERP平臺(tái)。

在此背景下，我們采用支持主流PLC專有通信協(xié)議的宏集邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸控屏，成功地獲取了堆垛機(jī)系統(tǒng)的測距數(shù)據(jù)和倉儲(chǔ)信息。通過簡單實(shí)用的圖形化編程工具JMobile組態(tài)軟件和基于JavaScript語法的高級(jí)編程，客戶成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)倉儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)讀取和設(shè)備控制。

該智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)管理界面除了可以展示在工業(yè)觸控屏上，還可以通過同一局域網(wǎng)的Web服務(wù)器呈現(xiàn)，用戶可以通過PC和手機(jī)等終端設(shè)備輕松管理倉儲(chǔ)系統(tǒng)。

此外，宏集邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸控屏支持OPC UA和MQTT等協(xié)議，可以進(jìn)一步將倉儲(chǔ)信息傳至MES系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，具有廣闊的拓展空間。

總結(jié)

宏集倉儲(chǔ)和物流系統(tǒng)的智能化改造方案幫助客戶實(shí)現(xiàn)工廠的堆垛機(jī)、物流小車等裝置的高精度定位、數(shù)據(jù)采集、處理和可視化功能。根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)向現(xiàn)場發(fā)送控制指令至PLC以及高級(jí)MES和ERP平臺(tái)。

這套方案幫助客戶實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)的智能化改造，從根本上提升管理效率。

審核編輯 黃宇