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1、第八章 物流自动化系统案例n9.1 西安制药厂自动化物流系统管理中心设西安制药厂自动化物流系统管理中心设计计 n9.3 现场总线控制技术在现场总线控制技术在3万万NM3/H空分装空分装置上的应用置上的应用n9.4武钢GPS车船监控系统研发9.1 西安制药厂自动化物流系统管理中心设计西安制药厂自动化物流系统管理中心设计 9.1.1 西安制药厂概况西安制药厂概况 (1)西安制药厂原有库存系统状况分析西安制药厂原有库存系统状况分析 库房种类多、布局分散、管理部门多，造成全局管理难库房种类多、布局分散、管理部门多，造成全局管理难度大。度大。 库房管理采用传统的手工记账方式，不能及时和动态地库房管理采用
2、传统的手工记账方式，不能及时和动态地反映库存信息，使经营决策者在决策时有一定困难。反映库存信息，使经营决策者在决策时有一定困难。 仓库作业采用人工方式，出入库效率低、时间长、完全仓库作业采用人工方式，出入库效率低、时间长、完全不能满足该企业迅速发展的要求。不能满足该企业迅速发展的要求。 原有库房设施不能使药品这一特殊商品实现先进先出的原有库房设施不能使药品这一特殊商品实现先进先出的原则。原则。 原有库房的库存量太大，占用流动资金多，不利于企业原有库房的库存量太大，占用流动资金多，不利于企业发展。发展。 9.1 西安制药厂自动化物流系统管理中心设计西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.1
3、9.1.1 西安制药厂概况西安制药厂概况(2) (2) 自动物流管理中心位置和面积自动物流管理中心位置和面积 新建的自动化物流管理中心位于厂区东北角新建的自动化物流管理中心位于厂区东北角39903990平方米。平方米。(3) (3) 自动化物流系统管理中心保管物品种类和规格自动化物流系统管理中心保管物品种类和规格品种规格品种规格: :共共100100个品种，个品种，129129个规格。个规格。 日入出量。日入出量。 每箱重量：最大每箱重量：最大30kg30kg，最小，最小11kg11kg，数量最多的品种每箱，数量最多的品种每箱16.8kg16.8kg 外 包 装 箱 规 格 ：外 包 装 箱
4、规 格 ： 9 0 0 m m9 0 0 m m 5 0 0 m m5 0 0 m m 2 0 0 m m2 0 0 m m ； 690mm690mm415mm415mm270mm270mm； 315mm315mm205mm205mm140mm140mm； 625mm625mm415mm415mm270mm270mm； 475mm475mm225mm225mm180mm180mm；315mm315mm278mm278mm200mm200mm。9.1 西安制药厂自动化物流系统管理中心设计西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.2参数设计 (1)单元载货的确定单元载货的确定 设计自动化立体仓库
5、最重要的一个环节是确定单元载货尺寸。这是设计自动化立体仓库大小的基础。它最终将影响到立体仓库的储存效率，确定单元载货尺寸的基础首先是决定入库品的尺寸。根据入库的规格尺寸进行排序，选出尺寸相近且占入库品体积百分率最大的几种物品、以此为据优化托盘尺寸。此外，考虑到托盘的力学性能及价格，最后确定： 单元载荷尺寸为：WLH=1400mm1100mm1400mm 托盘尺寸为： WLH1400mm1100mm150mm 单 元 货 格 有 效 容 积 为 ： W L H 1400mm1100mm1400mm9.1 西安制药厂自动化物流系统管理中心设计西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.2参数设计(
6、2)立体仓库的主要参数立体仓库的主要参数库房占地面积：95m42m3990平方米采用5巷道9层50列，每巷道2排，总货位数为：509524500个(3)主要设备主要设备自动堆垛机5台。链式输送机(含工作台)搬运台车5台。计算机终端8台。9.1 西安制药厂自动化物流系统管理中心设计西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.2参数设计 (5)自动化立体仓库的进出货能力自动化立体仓库的进出货能力 每台堆垛机的平均复合能力为134.1s，即处理复合进出货所需时间。复合存取是堆垛机把托盘运入、放进货格之后不出立库，而是到另一货格把需出库货物运出。5台堆垛机的复合存取能力为：134.1/526.82s。
7、每天按8h工作制考虑，整个系统(5台堆垛机)的复合能力为： 3600 s8/26.82s1073次 因此，一个工作日进出货总数(2倍)为：2146次(6)仓库结构特点仓库结构特点 整个货架区为全封闭式，入库和出库作业区分开，入库品在入库前为整理和除尘等工序留有足够的空间。在货架区前面留有15m26m的场地，作为货物的拣选区和入库前、出库后的暂存区，也为将来发展自动水平旋转库留有余地。 9.1 西安制药厂自动化物流系统管理中心设计西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.3 自动化物流管理中心的系统设计(1)物流系统管理范围物流系统管理范围物流系统管理范围如物流系统管理范围如下下图图 所示所示
8、进货入库出库发货T1000型自动仓库9.1 西安制药厂自动化物流系统管理中心设计西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.3 自动化物流管理中心的系统设计(2)(2)系统基本功能系统基本功能 本系统以托盘为单位，对在库品进行管理。 储位管理方式(托盘与货架关系)采用自由储位管理方式，即寻找货架闲空货位的位置，高效率使托盘入库。 分配管理方式(物品与托盘的关系)。当托盘上的物品全部被取走时，物品与托盘之间的关系被解除。若其他新物品放入托盘时，则重新建立起物品与托盘的新关系。 混载管理。在一个储位里可以放入多个不同物品，叫做混载管理。这个系统最多可放8个物品。 多个储位管理。本系统可对同一种物品
9、，分别用多个储位进行管理。 空托盘管理。本系统可以存放空托盘，对空托盘进行科学管理。 出库顺序。完全按先进先出原则出库管理。9.1 西安制药厂自动化物流系统管理中心设计西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.4 自动化物流管理系统软、硬件系统结构 (1)硬件系统构成硬件系统构成自动化物流管理系统硬件系统构成概括图上位系统HUB入库PC查询PC出库PC出库控制PC仓库服务器堆垛机移动台车地面控制盘入库控制PC堆垛机移动台车地面控制盘页面打印机PC条码打印机PC堆垛机移动台车堆垛机移动台车9.1 西安制药厂自动化物流系统管理中心设计西安制药厂自动化物流系统管理中心设计软件构成通道控制子程序设备
10、控制子程序数据处理子程序管理子程序支持子程序l各种文件操作处理l各种文件夹存储与恢复处理l手工入出库修正处理l账票处理l查询处理l各种作业数据操作子程序l各种实际数据处理子程序l接收处理l发送处理l出入库处理l出入库中断处理l作业完工处理9.1 西安制药厂自动化物流系统管理中心设计西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.5 运转系统(1) 运转系统基本原则运转系统基本原则 管理方式。采用自由货位和区域管理系统管理方式，把自动化立体仓库分成了3个区域来管理物品。在各区域内以自由货位的方式进行保管。 入库原则。自动化立体仓库的出库原则是以托盘为单位进行入库。 出库原则。出库原则是先进先出，自动
11、化立体仓库之外的“多余物品”和货格内的物品都必须按先进先出的原则进行出库。 管理系统。要求自动化物流管理中心的计算机能做各种帐票、查询有关信息，管理精度高，具备有盘点库存的各种程序。 控制水平阶层化。这样即使出现故障，也能进行入出库作业。全部运转包括在线运转、自动运转和手动运转三部分。 9.1 西安制药厂自动化物流系统管理中心设计西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.5 运转系统(2)入库作业程序入库作业程序 1)由叉车提供空托盘 2)把制品或原材料放在托盘上 3)把记载了制品号或原材料号及托盘上个数的现品票贴在托盘上的制品或原材料上。 4)用叉车把“入库准备完了”的托盘放在输入传送带上
12、 5)叉车离开传送带，托盘开始向货态检测部的方向自动移动。 6)在货态检测部对单元载荷进行货态检查，货态最大尺寸为宽1100mm，深1400mm，高140Omm：之后，读取贴在托盘侧面上的票据数据。之后，托盘停在“入库设定位置”。如果是空托盘，则在入库主线上自动合流。 7)如果货态尺寸超过规定值或读取托盘侧面上的票据数值发生异常时，操作箱的红色信号灯亮，报警器响，同时解除异常按钮也亮起来。 事务室计算机室 自动条烟拣货设备自动仓库入发货，积装设备整箱拣货设备事务室管控室事务室装托盘装托盘装托盘卸托盘卸托盘卸托盘开箱机开箱机自动拣货装箱电子拣货看单拣货整箱的流动式货架入库人工拣货设备整箱的流动式
13、货架整箱的流动式货架出货中心货出二层三层四层一层9.3 现场总线控制技术在现场总线控制技术在3万万NM3/H空分装置上的空分装置上的应用应用9.3.19.3.1工程介绍工程介绍 为了应对国内外铜市场的需求和竞争，江西铜业股份有限公司决定提升其旗下的贵溪冶炼厂铜冶炼产能，新建一座30万吨级铜冶炼厂，采用世界上最先进的闪速炼铜工艺技术。与其配套的过程自动化仪表控制技术和设备经综合考察、了解设备厂商和用户，决定采用以FF总线仪表为主，传统仪表为辅的混合式控制方案。闪速炉、硫酸主工艺流程选用爱默生公司的DeltavFF总线控制系统，主要的配套装置空分系统选用横河公司的CS3000FF总线控制系统。整个
14、工程于2005年12月2日开工建设，2007年8月1日建成投产，自动化仪表控制系统投运至今，运行稳定、可靠，这也标志着FF现场总线控制技术在江铜新30万吨级铜冶炼厂应用获得了成功。这里主要介绍横河公司的CS3000FF总线控制系统在贵冶3万NM3/H空分装置中的应用。9.3.2 9.3.2 现场总线控制系统的网络结构及配置现场总线控制系统的网络结构及配置 贵冶3万NM3/H空分装置主要由空气压缩系统、空气预冷系统、分子筛统、冷端和热端增压膨胀机系统、氧和氩精馏系统、高纯氧系统、液体储存系统、冷却水循环系统等构成。I/O点数总计为582点，分类如下： AI 148 AO 74 DI 151 DO
15、 79 RTD 130选用横河公司最新推出的CS3000R3控制系统，采用VNET/IP千兆以太网控制网络结构，配置2台操作员站，1台工程师站，1台设备管理站，1台冗余控制站（7个节点）。FFFF现场总线设备具体配置现场总线设备具体配置n现场总线控制卡ALF111 16块，采用8对冗余方式，占整个控制系统2个节点（NODE2和NODE3）。n设置32条网段，实际使用28条网段，4条网段备用，网段结构为鸡 爪型结构，平均每条网段6台FF设备，配置最少的一条网段为4台FF设备，配置最多的一条网段为8台FF设备。下图所示为网段连接结构示意图。触 点 去冗 余 专 用 电 缆 至卡屏 蔽 接 地自 电
16、 源 开 关 来仪 表 地保 护 地机 柜 室现 场现 场 接 线 箱n网段辅助设备全部采用MTL公司的产品，每条网段设置了总线电源F600A和防浪涌保护器FP32。n总线电缆采用国产电缆（八益电缆厂生产）。主干线电缆为铠装金属丝屏蔽电缆，型号为BJYC3Y32 H1 1X2X0.8（18AGW）;分支线电缆为非铠装金属丝屏蔽电缆，型号为BJYC3Y2 H11X2X0.8（18AGW）。n为了实现对FF现场总线设备的在线监测和动态维护管理，本工程引入了工厂资源管理（PRM）系统。nFF现场总线仪表配置161台件： 仪表类型 数量 厂商 EJA系列压力、差压变送器 82 横河 EJX系列压力、差压变送器 14 横河 3095多参量流量变送器 1 罗斯蒙特 AXF系列电磁流量计 4 横河 YTA系列双路温度变送器 2 横河 3787阀门定位器 56 萨姆森 3730-5阀门定位器 1 萨姆森 SIPART PS2FF阀门定位器 1 西门子9.3.3 9.3.3 FFFF现场总线设计和安装以及组态应注意的问题现场总线设计和安装以及组态应注意的问题网段设计网段设计 网段设计应充分参考，相互关联
