某某立体库技术协议.doc

技术文档目 录1.总体设计方案51.1概述51.2设计采用和执行的标准和规范51.3设计与选型原则51.4设计方案61.4.1整体效果61.4.2库前效果171.4.3库前效果271.4.4平面布局81.4.5机械设备配置81.4.6物流系统工艺流程设计92.主要设备122.1堆垛机122.1.1设计依据122.1.2工作原理122.1.3堆垛机的结构122.1.4堆垛机的特点122.1.5堆垛机的技术参数132.1.6堆垛机的安全措施172.2货架系统182.2.1货架数据182.2.2货架结构192.2.3基本要求192.2.4货架工程质量控制计划192.2.5仓库货架的基础预埋件202.3库内相关设备222.3.1输送台车222.3.2称重、尺寸检测装置222.3.3托 盘222.4设备工作条件233.建筑要求243.1货架基础要求243.2地面要求243.3照明要求243.4配电要求243.5机房要求243.6立体仓库消防方案244.物流系统电控方案254.1系统概述254.2设计依据及特点254.2.1系统结构和主要功能254.2.2系统设计原则和特点264.3电控系统总体设计方案274.3.1堆垛机控制系统274.3.2输送台车控制系统294.3.3设备控制层控制功能314.3.4电控设备配置314.3.5电气控制抗干扰措施325.计算机信息系统335.1系统概述335.2设计原则335.3体系结构345.3.1系统总体结构345.3.2系统架构355.4系统设计355.4.1系统配置子系统（SSLMS-SC）365.4.2库存管理子系统(SSLMS-SM)365.4.3搬运任务管理子系统(SSLMS-TM)365.4.4统计查询子系统(SSLMS-QR)365.4.5应用服务子系统(SSLMS-AS)365.4.6接口管理子系统(SSLMS-IM)365.4.7监控调度子系统(SSLMS-CA)375.5系统功能375.5.1系统维护主要功能：375.5.2立体库管理系统功能385.5.3监控调度系统功能396.设备清单407.人员培训方案427.1培训计划427.2培训人员427.2.1设备管理人员427.2.2计算机系统支持人员437.2.3设备维修人员437.2.4业务人员447.3培训内容447.3.1引言447.3.2电气与控制447.3.3机械467.3.4物流管理系统468.售后服务488.1售后服务原则488.2售后服务响应488.2.1期内服务488.2.2保修期外服务498.2.3定期走访巡检498.3设备维护498.3.1堆垛机维护498.3.2巷道设备维护508.3.3管理与控制系统维护508.4计算机系统维护和软件升级508.4.1计算机设备维修508.4.2软件维护和升级518.4.3维护记录518.4.4现场备件补充519.技术资料及协作服务5310.设备验收标准5411.声明551. 总体设计方案1.1 概述招标文件提出的工装立体库的基本形式及主要系统功能要求，公司结合在航空物流设计大吨位自动化立体仓库的经验，针对航空制造业立体库的特点，对工装立体库的每个环节及细节进行了进一步的细化及优化设计。以下对系统方案、设备等进行了详细的描述。1.2 设计采用和执行的标准和规范JB/T9018-1999有轨巷道式高层货架仓库设计规范JB/T5323-1991立体仓库焊接式钢结构货架技术条件JB/T 2960-1999巷道堆垛起重机 型式与基本参数JB/T 7016-1993有轨巷道堆垛起重机 技术条件JB 5319.2-1991有轨巷道堆垛起重机 安全规范1.3 设计与选型原则在系统设计中，在充分满足西飞工装立体库规定的功能要求和主要技术指标前提下，遵循系统完整、通畅实用、安全可靠、先进成熟、规范标准的设计思想与原则进行系统设计和设备选型。先进性：采用先进的设计思想，先进的设备，先进的技术，先进的软件系统，先进的网络结构，组成先进的系统。实用性：以能满足用户当前的实际需要为主要出发点，考虑用户预期可能的需要，力求用户能获得最大直接效益和用户易于掌握、便于使用。在设计上满足物流整体通畅的工作流程。经济性：在满足应用要求的基础上尽可能降低造价。安全性：系统安全措施有效可信，能够在多个层次上实现安全控制。 可靠性：包括硬件设备的可靠性和软件系统的容错性。方案中的主要设备部件和关键部件选用国内外知名公司标准、成熟、可靠的产品。必须采用非标设备的，经过严格测试后才能投入使用。工具软件选用成熟的优秀平台和工具软件,采用模块化设计，具有安全管理的策略和功能，并尽可能优化系统。开放性：指采用统一标准的系统接口、通信协议，使系统能兼容不同厂家的同类设备，同时又能适应未来新技术的发展。在系统设计中尽可能考虑选用符合国际或国内标准的通用设备，为系统升级、扩展留有余地。扩充性：所有基础设施（材料、部件、通讯设备）遵循标准化，因此无论计算机设备、通讯设备、控制设备随技术如何发展，将来都可很方便地将这些设备连到系统中。模块化：使系统具有良好的可扩展性和维护性，模块化设计便于系统的集成和维护、流程的修改、业务的变更，具有良好的可扩展性和互操作性。易维护性：采用集中式的控制管理与分布式的具体应用相结合的模式。应用系统应具备较好的自适应能力，关键硬件设备模块化结构,具有热插拔功能，易于维护并降低维护成本。交互性：系统将采用友好的人机界面，使系统更好的贴近用户的操作习惯。如在计算机屏幕上使用图形动态模拟现场设备的动作，将使现场设备的监视与控制更加直观、方便。整体性：充分考虑到系统的各方面因素，实现整体系统优化设计、安全的数据管理、高效的事务处理、友好的用户界面。 规范化：在系统设计开发中遵循国家颁布的软件工程设计标准，采用通用先进的面向对象分析与设计思想和方法，按行业标准对系统开发全程实行规范化管理。1.4 设计方案1.4.1 整体效果1.4.2 库前效果11.4.3 库前效果21.4.4 平面布局1.4.5 机械设备配置项 目技术参数有轨巷道数2条有轨巷道堆垛机2台有轨巷道堆垛机最大起重量大吨位5800 kg（含托盘）小吨位2200 kg（含托盘）货位数458货位大吨位A：6000L2500W1700H mm2排10列1层-1=19货位（1巷道1层）B：6000L2500W1400H mm2排10列2层=40货位（1巷道4、5层）C：6000L2500W1200H mm2排10列2层=40货位（1巷道2、3层）小吨位D：3000L2000W1100H mm2排20列3层-1=119货位（2巷道1、2、9层）E：3000L2000W700H mm2排20列6层=240货位（2巷道3、4、5、6、7、8层）托盘尺寸大吨位A、B、C60002500200mm 小吨位D、E30002000100mm单元重量大吨位A5800 kg（含托盘）B4800 kg（含托盘）C3800 kg（含托盘）小吨位D2200 kg（含托盘）E1700 kg（含托盘）控制方式手动（半自动）/单机自动/联机自动出入库方式采用输送台车，在货架第一层、第一列出入库1.4.6 物流系统工艺流程设计1）入库流程操作人员在出入库终端上进行入库信息（如工装名称或工装图号，查询工装图号、产品图号、借用人、借用日期、存放位置信息等）的录入操作。堆垛机运行到指定的货位，将空托盘取下，送到输送台车上，输送台车运行到吊车下方，人工操作吊车将货物放到托盘上，操作人员按动输送台车上的按钮，通过外形、重量检测合格后（不合格时，台车返回到库前端，由操作人员判断后做处理再入库）输送台车回到初始位置，堆垛机从输送台车将实托盘取下，运行到指定的货位处，将实托盘放到货架上，完成本次入库作业。工装首次入库时，操作者输入工装外廓尺寸（长、宽、高）和重量，仓库管理和控制系统将信息存入数据库，管理系统按照输入信息并遵照路径最短、先下层后上层、立体库载荷均衡等原则自动选择托盘。2）出库流程出库作业是根据提货单由立体库操作人员操作出入库终端按单出货。首先由操作人员在出入库终端上输入出库信息（如工装图号或产品图号信息等），管理系统按照预先定好的货物选择原则对数据库进行检索，确定出库货位、货物种类和数量，生成堆垛机和输送台车的任务。堆垛机接到信息后，自动运行到指定的货位取出货物送到输送台车上，输送台车再将货物送到吊车下方，操作人员核查货物后，吊车将货物取下并送到指定位置或直接放到卡车上。操作人员按动输送台车上的按钮，输送台车回到初始位置，堆垛机取走空托盘并将空托盘送入指定货位，完成本次出库作业。2. 主要设备2.1 堆垛机2.1.1 设计依据1某某国际航空制造股份有限公司招标文件要求2执行标准JB/T 901899有轨巷道式高层货架仓库设计规范JB 5319.291有轨巷道堆垛起重机安全规范JB/T 701693有轨巷道堆垛起重机技术条件JB/T 296099巷道堆垛起重机型式与基本参数2.1.2 工作原理由行走电机通过驱动轴带动车轮在下导轨上做水平行走，由提升电机通过链条带动载货台做垂直升降运动，由载货台上的货叉做伸缩运动。通过上述三维运动可将指定货位的货物取出或将货物送入指定货位。行走认址器用于控制堆垛机水平行走位置；提升认址器用于控制载货台升降位置。通过认址器和光电识别，以及光通讯信号的转化，实现计算机控制。亦可实现机上控制盘的手动和半自动控制。2.1.3 堆垛机的结构堆垛机主要由以下几部分组成：1、上横梁；2、立柱；3、链条；4、提升装置；5、升降轨道；6、下横梁；7、货叉；8、载货台；9、电机减速机；10、行走轮；11、护栏等组成。2.1.4 堆垛机的特点自动化立体仓库的可靠性和安全性是系统的重中之重，堆垛机是库内运行频率最高的设备，直接涉及整座仓库的可靠性和安全性。在可靠性、安全性与设计成本的矛盾选择上，我们将可靠性和安全性放在了设计的第一位。堆垛机所具备的以下特点也是本着这一出发点。1. 堆垛机采用双立柱结构，比单立柱要稳定，受力均匀；断链保护装置能够实现合理设计。双立柱结构对于载重较大的仓库尤为适用，以增加可靠性。2. 立柱采用圆管或方管，钢性好，与双立柱结构配合采用，以增加稳定性，减少堆垛机停车时的晃动幅度。3. 采用链条传动，在升降停止后，不易产生波动现象，使结构简单，定位准确。4. 电机减速机采用知名产品，以保证可靠性。5. 货叉上设有日本进口扭力限制器，以保证安全性。6. 货叉凸轮轴承采用进口产品。7. 本堆垛机的安全装置都采用机械和电气双重保险装置，保证人身设备安全。8. 大吨位堆垛机在提升装置设计时，由于电机功率较大，因此采用两台提升电机。在控制方面，我们采用成熟的专用同步控制技术可完全保证两台电机的同步性。2.1.5 堆垛机的技术参数序号技术参数数据/内容大吨位小吨位1最大负荷垂直起升速度10M/MIN10M/MIN2最大水平运行速度60M/MIN60M/MIN3货叉伸缩最大速度16M/MIN16M/MIN4承载重量MAX=5800KGMAX=2200KG5搬运单元数量每次1个单元6搬运单元尺寸6000L2500W1700H mm3000L2000W1100H mm6000L2500W1400H mm3000L2000W 700H mm6000L2500W1200H mm7电力供应方式安全滑触线8电源380V10%50HZ13PH9电机减速器SEW或德马格10通讯方式红外光通讯11操作方式应急、手动、半自动、自动12操作方式权限口令限制13货叉形式四叉双叉14认址方式水平激光认址垂直编码器、传感器双重认址15堆垛机的控制形式手动、半自动、自动16三个方向的驱动形式电机变频调速17防坠系统机械防坠18颜色GSB G51001-94 YR04桔黄(推荐)19定位精度水平、垂直5MM货叉3MM20主要国际知名品牌元器件SEW、SIEMENS、SICK21喷漆厚度45M60M22堆垛机噪音75DB 1）行走装置：驱动类型：电机减速机驱动车轮转认址方式：激光认址，绝对认址行走速度：600 m/min（变频无级调速）速度控制：变频制动方式：掉电动作型定位精度：5mm2）升降装置：驱动类型：电机减速机带动链轮转认址方式：编码器及光电认址双重认址升降速度：100 m/min（变频无级调速）速度控制：变频制动方式：掉电动作型定位精度：5mm3）货叉：驱动类型：电机减速机通过链条驱动链轮及齿轮伸缩速度：160 m/min（变频无级调速）货叉挠度满足实际使用及安全要求货叉运行重复定位精度3mm速度控制：变频制动方式：掉电动作型定位精度：3mm2.1.6 堆垛机的安全措施a.堆垛机提升链条断裂时，切断电机和电机制动器的电源，使电机停止转动，载货台制动器卡在立柱上，防止载货台下降。b.堆垛机装有防止载货台超出上、下极限位置的保护装置。载货台接近上极限或下极限位置时，该装置能自动切断提升电机电源。c.堆垛机装有提升紧急终端限位器，在上极限限位器的上方，能切断堆垛机总电源。d.堆垛机装有运行终端限速器（强迫换速开关），当堆垛机行驶接近运行终端限位器时，能自动切换为低速。e.堆垛机装有运行终端限位器，当堆垛机接近两端极限位置时，该装置能自动切断行走电机电源。f.堆垛机装有急停按钮，在紧急情况下，能切断堆垛机总电源。急停按钮的颜色符合GB2682中的规定。g.堆垛机的电气联锁保护：g1.各控制方式间互锁，以保证某一时刻，只允许选用手动或半自动。g2.货叉取、送货完成前，不允许堆垛机运行和载货台高速升降。g3.控制电路还具备以下常规的连锁和保护：失压保护、超作开关零位保护、电动机正反转连锁、不同速度级的连锁、短路和过载保护。h.堆垛机装有音响报警装置，在运行机构启动前，先发出音响信号。i.堆垛机货叉上装有货物探测装置，可自动检测出货架上的货物状况。j.堆垛机电器设备安全要求,符合JB5319.2-91标准。k.堆垛机下框架两端、载货台与上横梁、下框架之间均装有抗冲击性能良好的缓冲器。l.堆垛机车轮前方设置有清轨器。m.所选用的提升链条安全系数为大于6。2.2 货架系统2.2.1 货架数据项 目内 容外 形 图货架区域空间71500mm30000mm12000mm巷 道 数 量1个巷道1个巷道货 格 层 数5层9层货 格 列 数10列20列货位数2排10列5层-1=99货位2排20列9层-1=359货位总货位数99货位359货位货 物单元尺寸A：600025001700 mmD：300020001100 mmB：600025001400 mmE：30002000 700 mmC：600025001200 mm货物单元重 量A：5800kgB：4800 kgC：3800 kgD：2200kgE：1700kg2.2.2 货架结构货架系统主要由以下几部分组成：货架片、各种拉筋、堆垛机运行的上、下轨等组成。2.2.2.1货架片货架片由立柱及承载臂焊接而成。立柱为方管，承载臂为槽钢或矩型管组焊在一起。两立柱之间由圆管焊接在一起，每层承载臂的间距由货物的高度及堆垛机的结构决定的。2.2.2.2立柱上、下底板立柱上、下底板与立柱焊接在一起，下底板与基础预埋件相连，上底板与货架上横梁相连。2.2.2.3各种拉筋拉筋主要由水平直拉筋、水平斜拉筋、侧向拉筋组成。2.2.2.4、上、下导轨上导轨由槽钢与钢板焊接而成，上导轨与货架上横梁相连接。下导轨为钢轨，用螺栓紧固在预埋件上，钢轨与底板之间垫有聚氨脂减振垫，提高堆垛机运行平稳性、减少堆垛机运行噪音。2.2.3 基本要求货架整体设计满足JB/T5323-91立体仓库焊接式钢结构货架技术条件要求，表面喷漆必须光滑、无漏色、无色差、无起泡现象。货架安装精度：立柱垂直度10mm；同层牛腿高低偏差5mm。货架防震烈度按照国家规定标准（8度）执行。2.2.4 货架工程质量控制计划序号项目名称控制内容1原材料入厂前、后质量控制主要材料供货厂是国家知名企业，且已通过质量体系认证的单位；主要材料供货厂必须提供材料材质单及相关证明文件；主要材料入厂后进行化学分析、性能试验且存档。2设计、工艺的质量控制确保结构合理，便于加工制作、安装方便；应遵守满足设计要求的前提下，尽量降低制造成本的原则；充分考虑实用性，使维修方便；应常与用户沟通，加强协调；及时掌握新知识、新工艺提高产品质量；尽量选用标准、通用材料。3加工制作的质量控制遵守三按原则（按图纸、按工艺、按标准）；货架采用工装，定位夹紧、点焊确保尺寸精度；货架的焊接采用工装定位、翻转，CO2保护焊确保焊缝质量、减小变形；确保磷化时间，除油污、锈渍；按工艺要求进行表面涂装。4安装过程质量控制所有检测记录存档备查；紧固件连接均采用力矩搬手；经纬仪、水平仪等测量工具检查合格后方可使用；严格执行安全操作规范。5检验的质量控制树立质量第一的原则，严把质量关；所有量、检具统一管理，统一检测；所有检测记录存档备查；发现问题及时反馈。6信息反馈的质量控制及时处理用户的来电、来函；组织人员进行反馈信息的论证。2.2.5 仓库货架的基础预埋件本自动仓库的基础预埋件由货架基础槽钢、导轨基础槽钢（合称水平梁）、地脚螺栓、调整角钢、支撑角钢组成，这些预埋件与基础配筋混凝土形成一个整体，承载着货架区载荷。见下图。水平梁具有以下作用：做为预埋件的水平梁与基础钢筋连在一起的，与基础形成一个整体的板式结构，抗震能力强。可以防止基础不均匀沉降，从而保证货架堆垛机的安装及运行精度。可以实现货架区内货物、货架、堆垛机等重量在基础上的较均匀承载。水平梁在预埋时要经过水平测量，可提高货架、堆垛机的安装水平度。缩短安装周期。2.3 库内相关设备2.3.1 输送台车技术参数 运行速度：6m/min 额定载荷：大吨位：5800kg 小吨位：2200kg 输送单元： 大吨位：60002500（长宽mm）小吨位：30002000（长宽mm） 控制方式：手动 ，单机自动及联机自动方式 输送单元：1个单元 减速电机：采用SEW或德马格品牌。 输送台车轨道：输送台车轨道表面与地面持平。 定位精度：3mm。2.3.2 称重、尺寸检测装置在出入库台车上安装称重检测装置， 库前区适当位置安放称重显示屏。在立体仓库的入库口分别安装一套尺寸检测装置，来确保入库货物限定一定的外形尺寸，否则报警不执行入库命令。2.3.3 托 盘下面为托盘结构示意图，托盘为网格状结构。 钢制托盘是立体仓库中存放货物的器具，其与货物一起构成立体仓库的基本存储单元。要求钢制托盘应有足够的强度、刚度和规则的外形。1) 承载能力：大吨位：max5000kg；小吨位：max2000kg；2) 表面处理：托盘表面喷漆。托盘上表面粘贴4mm厚的黑色防油橡胶垫；3）托盘允许变形量：对角线长度公差3mm外轮廓尺寸公差3mm空载时平面翘曲量2mm底角梁与检测平台的面接触率80%1.25倍额定载荷4小时后平面翘曲变形量10mm4) 托盘的颜色为天蓝色，前后正面标有长宽尺寸和载重吨位标识。、2.4 设备工作条件1)电源：380V10，50Hz1。2)环境温度：1040C。3)相对湿度：85。3. 建筑要求3.1 货架基础要求货架与地面的连接采用地脚螺栓连接的方式 。货架基础不均匀沉降为1/1000。3.2 地面要求货架基础的地坪不平度偏差不能超过JB/T5323-91的规定，在货架安装以前，预埋件极其检测报告移交给我们，预埋件的不平度偏差不能超过JB/T5323-91的规定。3.3 照明要求货架区100LUX出入库作业区200LUX货物暂存区100LUX办公区200LUX3.4 配电要求电源：三相五线制，380V 10%，50Hz1需方负责将总电源从总配电室引至库区。设备接地电阻小于3，计算机地线接地电阻小于13.5 机房要求机房由需方按照国家机房装修标准的要求自行制作。环境温度244,湿度20803.6 立体仓库消防方案库区高小于15米，库内存储的货物主要为钢制的物料。在自动化立体仓库库前、后端各设四处消火栓。平面仓库适当位置共设置四处消火栓及若干灭火器。4. 物流系统电控方案4.1 系统概述电控系统是物流系统中设备执行的控制核心，包含设备控制层和监控层。向上联接物流系统的调度计算机，接受物料的输送指令；向下联接输送设备实现底层输送设备的驱动、输送物料的检测与识别；完成物料输送及过程控制信息的传递。此外还提供内容丰富、形象生动的人机界面、安全保护措施和多种操作模式，辅助工作人员进行设备操作和维护,是自动化物流系统中重要的组成部分。4.2 设计依据及特点本设计方案根据某某国际航空制造股份有限公司工装立体库项目招标文件、我方投标总体平面方案及工程工艺要求，结合某某公司自动化物流系统的控制系统设计、制造经验进行设计。本设计方案有效解决了人员设备安全、货物尺寸重量自动检测、重型堆垛机设备运行平稳稳定和定位高精度、整体设备运行高效率、数据通信安全、便于维修管理和全程可监控等问题。4.2.1 系统结构和主要功能本控制系统采用西门子公司S7-300系列PLC产品作为系统的过程控制主站，通过PROFINET 网络实现与监控计算机数字信息的交换及过程控制；堆垛机通过支持ProfiBus-DP总线通信的红外光通讯器连接到主站实现数字信息的交换及过程控制。物流系统按功能分为设备控制层、集中监控层、信息管理层。最底层（设备控制层）：采用西门子公司总线PROFIBUS-DP连接现场输送设备和堆垛机控制系统。中间层（集中监控层）：作为控制系统的人机交互接口，通过中央监控计算机实现对物流系统的自动操作、状态监控、故障诊断定位和报警显示、记录等。高层（信息管理层）负责统一协调全系统的运行，处理全系统运行过程中的综合信息，是整个系统的后台数据存储和管理系统 详细结构见系统框图。4.2.2 系统设计原则和特点为保证系统的质量可靠、技术先进，控制系统设计遵循以下原则：1)全线系统自动化程度高，具有自动尺寸超高超宽检测功能。2）堆垛机提升系统采用双电机同步控制，实现具有超大负荷的载货能力。3) 全线系统采用了变频调速控制，确保了运行全过程的平稳、所有设备的定位准确；4) 全线控制系统稳定、可靠、先进；具有完善的手动/自动控制功能、安全保护功能； 5)全线控制系统操作简单、操作界面直观清晰友好、维护方便；6)器件选型严格，保证控制系统的高可靠性和安全性；7)数据采集和管理功能完善，能满足企业管理者对生产过程实施更科学、更有效、更规范的管理。8)在确定电控系统总体方案时，不但考虑了系统的质量可靠、技术先进性，同时也考虑了方案的经济实用性、开放性和可扩展性。4.3 电控系统总体设计方案控制系统由以下两部分组成：堆垛机控制系统输送台车控制系统从设备层面看系统具有既有堆垛机等大距离移动设备，又有输送台车等小距离移动设备的特点。所以设计中采用堆垛机每台均具有独立的控制系统，而小距离移动设备共同使用一套控制系统的方案。这种设计方案有效的解决了可靠、稳定、安全、利于维护和降低设计成本等问题。本系统调度监控层通过对堆垛机和输送台车之间的任务管理实现安全互锁。当堆垛机任务正在执行时将不下达输送台车任务，反之当输送台车任务没有完成时堆垛机也不会接受调度任务。通过以上的方式实现了堆垛机和输送台车之间的协调动作，避免了危险动作的发生。在本系统中控制层实现了信息共享，当设备之间动作条件不满足时设备立即停止动作，并上报故障信息。堆垛机和输送台车都具有声光报警系统，时刻为人员和手动设备提供安全信息。监控系统和控制系统具有关闭任务和紧急停车功能，可以随时与手动设备和人员避让。通过以上三层保护机制，实现了设备和人员之间的绝对安全。4.3.1 堆垛机控制系统堆垛机的控制采用西门子公司PLC S7 300系列作为控制器，触摸屏做人机界面，PLC负责处理运动规划、逻辑控制和各种安全保护、与上位机的通讯。在运动驱动技术环节，我们采用了德国SEW公司的具有伺服驱动性能的变频器，采用速度闭环方式，可做到恒扭矩驱动输出，能够实现高效、平稳、准确的认址定位。提升系统采用双电机同步驱动的方式来实现大负荷提升，这样的应用既可以降低设备成本又可以稳定高效的实现大负荷的提升运动。提升和行走系统同时采用速度闭环的变频器驱动方式，进一步提高了系统的低频扭矩和速度位置准确性。本系统采用了冗余认址技术。在堆垛机行走方向（X方向）采用了激光测距绝对认址方式，同时为了使系统更加可靠和自诊断技术更加完善，我们仍然采用了光电认址确认技术，激光测距认址与光电认址确认技术的复合使用使得系统具有极高的可靠性和极强的自诊断能力。系统具有很高的可靠性。如我们采用无交流接触器设计，水平行走电机、提升电机、货叉电机均采用独立变频驱动，大大提高了系统的长期运行的可靠性。同时使得堆垛机的运动规划具有更好的灵活性和合更高的效率。完善的安全保护技术，堆垛机系统的安全保护有三个方面，人员安全，设备安全，产品安全。对此我们采用了大量的措施来确保系统的安全性。系统具有完善的自诊断技术，除了现在的电子产品如变频器本身具有的完善的自诊断能力外，结合我们多年的控制技术与实践经验，使得系统具有很强的自诊断能力，不但变频器与电机等的故障能被诊断并上报，系统中的大部分的开关传感器也能够被诊断，如传感器的编号、位置等，以上的技术措施给系统的快速简易的维护提供了必要的手段。堆垛机结构框图如下所示：综上所述，本控制结构具有以下的工作特点：水平行走、垂直提升均采用变频器闭环驱动方式。实现启动、停止和加减速过程中的无极变速，保证设备在运行过程中的全程稳定。堆垛机行走方向（X方向）采用激光测距认址方式，即实现对水平绝对位置定位。堆垛机的行走、提升、及货叉均采用变频器独立驱动，堆垛机正常工作时无交流接触器动作。堆垛机与上位机之间的通讯采用PROFIBUS-DP通讯方式。堆垛机具有应急、手动、半自动、遥控功能多种运行与操作方式，且与上位机进行实时双向通讯。完善的保护机制。对设备的所有电机均有热保护及瞬时过流保护措施，保证在任何情况下电机不会损坏。在行走及提升的行程两端均设有速度切除机制及极限停车检测传感器，保证设备不与机械保护限位相撞。对于提升可视现有的机械系统配置实现如断绳、过载、超速等的检测与保护功能。完善的货物安全检测，如重复入库检测，空出库检测，堆垛机上货物坍塌检测，带货取货检测，完善的设备安全保护措施，完善的货叉、水平运动、垂直提升的连锁保护。高度自动化。如在堆垛机由于如停电等原因停车时，在重新上电后堆垛机不需人工进入巷道干预，可在监控计算机控制堆垛机返回原点，如此时货叉上有货，堆垛机应可接收监控计算机的命令将货物放到指定的货架上。除非堆垛机产生堆垛机机械故障，一般不需人工干预。采用双套速度参数，堆垛机具有很高的工作效率。完善的异常及故障诊断及报警能力。如变频器错误，电机过载等故障及任何货物异常等均能检测并上报给监控计算机。激光测距与光通讯的光线可同时作为人员进入巷道的检测手段，当光路被遮挡时堆垛机减速并停车。4.3.2 输送台车控制系统根据监控机的作业命令对输送台车系统的协调动作进行优化控制，以完成输送、连锁保护等各项任务，完成托盘的自动输送等各种操作。1）本系统具有以下特点：自动化程度较高，降低工人作业劳动强度。实现了货物自动尺寸检测，检测合格后自动入库。系统采用总线方式，控制系统结构简洁、灵活、可靠。选用世界著名公司德国SIEMENS、SICK公司的控制产品。系统设置了较完善的检测措施，可实现系统较完善的动态实时检测，掉电后系统可自行恢复，在监控级可作到真实的动画跟踪。完善的故障检测功能。系统能够对自身的故障进行较完善的诊断，并将出现的故障上报给上位监控计算机，方便维修及缩短故障诊断及维修时间。2）本套输送台车系统采用手动和联机自动两种控制方式。手动方式在每个输送台车上安装有按钮，操作人员可通过上面的按钮控制输送设备的运行，此方式主要用于调整检修和应急之用。在控制柜上配有触摸操作屏，可以对整个区域的输送台车运行模式进行选择。当把某个输送设备选为手动后可以对这个输送台车设备进行手动操作，其它的输送台车设备可以继续进行联机自动操作。联机自动控制方式联机自动为系统主要的作业方式，由管理机通过以太网发出命令和指令，再通过监控机和ProfiBus总线传递数据信息到相应的设备。各相应的设备协调动作，完成用户一条或多条工作指令，与此同时设备也将数据回传给监控机和管理机，监控机动态的显示各输送台车机的工作状态，并对数据库进行相应的修改。在入库操作时，把整理后得货物放到入库输送台车机上并进行任务的确认。输送台车机接收到任务后通过尺寸检测系统检测，检测合格的货物自动输送到堆垛机取货位置并通知堆垛机取货操作。如果没有通过尺寸检测，输送台车会把货物会自动退回重新进行整理。自动入库的流程如下图： 在出库操作时，输送台车自动将货物输送到人员取货位置。操作人员把货物取走后进行确认。在操作人员没有把出库货物及时取走时系统不会执行下一个任务，从而提高设备的安全和可靠性。4.3.3 设备控制层控制功能1）手动控制：在手动操作方式下，由人工对各电机进行正、反转启动/停止操作。手动操作在各区域的控制柜上实现。2）自动控制：电控系统在自动方式下，与上位机离线，通过操作触摸屏上实现，在屏上输入所输送的货物起始地址和目标地址实现各输送设备的自动控制，包括电机启动/停止的及其他执行机构的动作等，实现与上位计算机离线时的物料输送任务。3）在线控制：在线控制方式下，接收上位计算机的指令，实现对各输送设备的自动控制，实现对物流和数据的自动传输，满足物流工艺流程的要求。4）紧急停止及故障报警：电控柜和现场触摸屏上具有紧急停止操作功能。当按下急停按钮后，该区域内所控制的设备全部停止运行。系统所控制的设备出现故障时，能自动诊断并产生相应的声光报警信号，并在现场分布触摸屏上显示故障信息，故障排除确认后，在线任务可继续自动完成。5）信息查询及维护：操作人员可在现场分布触摸屏上查询每台输送设备当前输送物料的信息（如：物料类型、目标地址等），必要时也可以对这些信息进行人工维护。 6）密码保护：现场分布触摸屏设置操作密码保护，重要的操作需要密码录入确认后才能进入操作界面。7）设备维修安全保护：当对设备进行维修或维护保养时，首先通过现场分布触摸屏把设备运行状态切换到手动运行模式，然后断开设备上的本地开关切断设备动力电源，从而保证操作、维修人员的安全。 8）停电保持功能，当遇故障突然停电时，控制程序可以保持当前的状态，当重新上电后根据需要继续正常运行。4.3.4 电控设备配置电控设备由主控制柜、堆垛机控制系统、现场主站触摸屏等组成。1）电源供电：电源供电采用三相五线制380VAC动力电源、220VAC和24VDC控制电源。2）主控制柜：用于安装PLC控制器。控制器选用西门子公司的S7-300，CPU具有集成的ProfiBus-DP和Profnet接口。通过PROFINET网络实现与中央管理监控计算机的数据交换。3）堆垛机控制柜：用于安装堆垛机的控制系统。控制器选用西门子公司的S7-300，CPU具有集成的ProfiBus-DP接口。通过ProfiBus-DP总线连接光通信与上位监控计算机通信，水平和垂直的激光测距也通过ProfiBus-DP总线给控制器传送定位信息。提升系统由两个变频器同步控制两个提升电机完成。行走系统和货叉系统分别由各自的变频器控制实现速度调节。4）现场操作触摸屏：在主控制柜上配备西门子公司的触摸屏，实现对该控制区域的监控及设备的单机自动、手动控制、设备视图、故障诊断、故障恢复、现场物流信息查询及维护等功能，通过ProfiBus-DP连接到主控制器上。4.3.5 电气控制抗干扰措施1）桥架设计时动力电缆和通迅电缆分开敷设，使通迅信号受到的干扰最低。2）配电采用三相五线制，零线和地线严格分开，电气及机械设备接地完好，并按照主控柜等电位原则进行电缆连接。5. 计算机信息系统5.1 系统概述西飞工装立体库物流计算机管理系统是物流系统的数据处理中心和监控调度核心，运行于计算机网络系统与数据库环境下，对立体仓库进行统一管理和调度