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案例頻道16年來，瑞士郵政經營的三個配送中心一直秉承著卓越的精度和效率。實現這一理念就需要不斷采取措施以保持技術領先。最近他們與貝加萊一起開發了一條新的分揀輸送線，將性能提升至歷史最高點。
圖1 位于Frauenfeld的包裹配送中心
“它看起來幾乎像一個超大型的模型鐵路。”自動化支持經理Andreas H?dinger站在控制室內俯瞰由滑道和輸送機組成的迷宮時說道。在他下面，各種尺寸的包裹都會以2.5m/s的速度在托盤式分揀機上進行輸送。之后，它們來到傾斜托盤，通過郵政編碼對應的裝載器由滑道引導到達目的地。
在21,000平方米的設施中，450名工人操作著123個配貨站、26個自動地址閱讀器、272個滑道、4個軌道和2個載重達16噸的門座式起重機。該配送中心每小時可以分揀約26,000個包裹，繁忙的一天甚至超過50萬個。瑞士郵政運營的另外兩個幾乎相同的配送中心位于H?rkingen和Daillens。為了實現高效的分揀，他們必須保持技術領先。上一次配送中心的重大升級是在2012年，此次升級使用了新的控制器，并切換到POWERLINK。“貝加萊的X20控制器在處理性能方面為我們帶來了巨大提升，切換到POWERLINK后速度比以往更快了。”H?dinger說道。
已安裝800個新驅動器
然而， 性能增強并沒有結束， 切換到POWERLINK緊隨其后便開啟了另一個擴展項目的規劃階段，這將再次依靠來自貝加萊的組件。為了提高分揀效率，計劃要求新增一條新的分揀輸送線，可以將錯誤分揀的包裹轉移至額外的輸送線，便于此后重新分揀。此擴展項目可以將生產能力從每小時20,000個增加至25,000個包裹。
盡管安裝了670條新的輸送帶，額外增加了2100米距離，但是效率的大幅提升并沒有給車間結構帶來任何改變。新系統和現有系統完美融合在一起，添加的交叉帶式分揀機架設在距離車間地面6米高的370噸重的鐵架上，同時安裝了800個新驅動器來處理它的輸入線和輸出線。
實現這種精準物流水平可以使開發人員盡可能挑戰極限。回顧項目早期階段，當交叉帶式分揀機和額外的800個驅動器的架構正在開發時，H?dinger解釋道：“我們想要使用X20控制器運行90個響應時間為2.5毫秒的驅動器。這意味著，在第一個和最后一個驅動器之間有16個等級。這是一個令人難以置信的挑戰。”
圖2 SafeLOGIC安全控制器
虛擬和硬件安全的正確組合
“在這種情況下，不僅是驅動器要求，同時在安全技術方面也對貝加萊提出了考驗。”貝加萊培訓和支持部負責應用開發的Daniel Christen說道，有兩個特別棘手的問題要解決。“我們想為控制器各配備兩個安全模塊，但這在當時并不常見。因為我們想要處理170個模塊，而每個安全控制器僅限于處理100個模塊。因此，不得不拆分程序，在主站中配備兩個安全控制器。”
另一個挑戰是如何使該架構與現有硬件的安全電路相互配合，然而貝加萊新的SafeLOGIC安全控制器卻可以提供廣泛的功能：安全I/O、運動控制、線路集成、機器選項和集成診斷。安全應用程序可以在貝加萊Automation Studio開發環境中進行編寫。
“傳統的硬接線安全技術可以通過突然關停機器來對安全事件做出響應，這經常會給服務人員的工作帶來更多困難。另一方面，即使當安全門打開或操作員進入保護區，貝加萊安全技術也可以允許生產以安全的較低速度繼續進行。在大多數情況下，可以避免停機。”Christen在指出新安全方案的優勢時說道。
圖3 使用貝加萊控制器和安全模塊的控制柜一覽
現在對于任何想為大型設施規劃安全技術的人，H?dinger給出了一些提示：“搞清楚系統在哪里交互非常重要。當你的輸送帶跨越了多層時，你必須仔細地考慮，當某人在底層觸發停止按鈕時，頂層將會發生什么。”他說道，“我們調整硬件架構有助于簡化安全電路，并最大限度地減少停機時受影響的輸送帶數量。”
高系統可用性
該項目投運以來，系統可用性得以100%確保。“自從切換到POWERLINK以來，這個系統運行非常穩定，實際上，我們唯一遇到問題的時候是擠滿包裹的時候。”H?dinger站在控制室窗前俯瞰下面的車間時說道，在那里包裹川流不息地從交叉帶式分揀機中流進和流出。
摘自《自動化博覽》2021年7月刊
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號