Автоматика.
    Автоматизация.
        Электротехнические
            комплексы и системы.

УДК 672.21.022:66-953

АВТОМАТИЗАЦИРОВАННАЯ ТРАНСПОРТНО – СКЛАДСКАЯ СИСТЕМА В ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В.А. Горохов

Резкое развитие информационной техники, в частности современных вычислительных средств, привело к реальной комплексной автоматизации производства, охватывающей разработку и внедрение средств автоматизации технологического и вспомогательного оборудования, транспортно – складских систем и организации производства.

Создание подобных производств с учетом внедрения специализированных роботехнических комплексов, новых технологических процессов, позволит снять проблему использования ручного труда в отрасли.

Целесообразность придания текстильной промышленности положение передовой отрасли служит опыт Японии и Тайваня, где в процессе выхода из кризиса это положение постепенно переместилось от текстильной до тяжёлой и химической, а затем до машиностроения. Поэтому сейчас главной задачей следует считать повышение эффективности использования существующего промышленного производства и применение новейших технологий.

Производственные процессы в текстильной и легкой промышленности сопровождаются процессами приёма, загрузки на склад, хранения, выгрузки, комплектации и выдачи сырья, готовой продукции, вспомогательных материалов и инструмента. В зависимости от сроков хранения, назначения и степени участия в производственном процессе можно выделить специальные централизованные (перевалочные) склады для равномерной работы производств, а также межцеховые и межоперационные склады, обеспечивающие непрерывность технологических процессов.

В состав автоматизированных складов входят технические средства зоны хранения грузов, включающие устройства хранения, накопительно – перегрузочные устройства, на которые груз доставляется транспортной системой (не входящей в состав склада), штабелирующее оборудование, обеспечивающее транспортировку грузов от устройств хранения до накопительно – перегрузочных устройств и обратно, и систему управления складом.

В автоматизированных складах (рис.1) устройства хранения оборудованы локальными системами автоматизации ЛСА, осуществляющими управление штабелирующими ШУ и накопительно – перегрузочными устройствами НПУ. В ЛСА входят локальные системы управления ЛСУ ШУ и НПУ, а также информационно – измерительные элементы склада, такие, как датчики внешней информации, установленные на устройствах хранения (сигнализирующие, например, о наличии тары в ячейке или её отсутствие), и датчики внутренней информации, регистрирующие положение подвижных элементов ШУ и НПУ (например, высоту подъёма штабелёра).

Рис.1 Автоматизированный склад

Причинами, требующими повышения степени гибкости АС в текстильной и легкой промышленности является все нерешенные общие причины:

·        Большой ассортимент хранимых грузов, особенно в швейной и обувной промышленности с различными массогабаритными характеристиками (например, кипы сырья, рулоны ткани и фурнитуры и т.д.);

·        Большое сочетание вариантов отбора грузов (паковки с нитями, цвет, расцветка ткани, одежды);

Устранение этих причин способствует к переходу к автоматизированным складам, где алгоритм автоматического поиска и адресования требуемого груза может легко меняться, где существует возможность изменения режимов управления ШУ и НПУ в зависимости от интенсивности транспортных потоков и интенсивности отказов оборудования, а также, например, от изменения времени пролежки различных полуфабрикатов (паковок с нитью, различной фурнитуры).

Складирование грузов в высотный стеллаж является наиболее приемлемой технологией складских работ в промышленности, благодаря которой обеспечивается лучшее использование пространства склада, оптимальные условия хранения грузов, полная механизация и автоматизация обработки грузовых единиц, автоматизация информационных процессов, создание необходимых условий для пожароизвещения и пожаротушения, что является немаловажным фактором в текстиле.

Центральным звеном в механизации и автоматизации транспортно - складских работ является кран - штабелер, который высвобождает от ручных операций при загрузке и выгрузке грузов и позволяет создать высокую степень автоматизации работ.

Наша задача заключается в том, чтобы спроектировать такую систему управления механизмами АТСС и всем складским хозяйством в целом, чтобы она обеспечивала;

·        управление кранами - штабелерами;

·        управление механизмами грузораспределительной линии; (ГРЛ);

·         организацию учета и движения хранимых грузов в складе.

На рис. 2 представлена структурная схема системы управления АТСС ткацких навоев.

Структурная схема включает в себя:

а) 1,2,3,...n - датчики точного позиционирования;

б) ЭП1... ЭПЗ - электропривод крана - штабелера;

в) Ml... МЗ - электродвигатель крана - штабелера;

г) БУ1... ВУЗ - блок управления электродвигателем крана штабелера;

д) МК1... МКЗ - бортовой микроконтроллер крана штабелера;

е) КОМ - концентратор;

ж) УП - устройство печати;

з) УОИ - устройство отображения информации;

и) ПК - персональный компьютер;

к) ПУ1... ПУЗ - пульт управления.

Структурная схема управления АТСС в данном случае, представляет собой 3-х уровневую иерархическую структуру.

Первый уровень включает в себя управление механизмами ГРЛ. горизонтальным транспортом и кранами - штабелерами. Управление механизмами ГРЛ и горизонтальным транспортом осуществляется с помощью персональных компьютеров и программируемых микроконтроллеров. Связь персонального компьютера с управляющим компьютером обеспечивается коммуникационной сетью. Управление краном - штабелером обеспечивает переработку грузов в складе по заданной программе управляющим компьютером. Посредством его связи с ГРЛ, управление идентифицирует подлежащий складированию груз и проводит операцию, только если номер тары, в которую заключен груз, совпадает с номером, полученным от управляющего компьютера.

Система управления краном - штабелером может быть реализовано на базе одноплатного микроконтроллера и состоит из следующих основных частей:

• бортового микроконтроллера МК1...МКЗ; который осуществляет управление электроприводом ЭП1 и, при помощи датчиков 1,2,3.. и точного позиционирования, отрабатывает заданный адрес;

• пульта управления ПУ1... ПУЗ; пульт оснащен клавиатурой с 28 кнопками и 32 - буквенно-цифровым индикатором. В режиме оператор вводит заданный адрес и получает информацию о его отработке, а также о состоянии крана штабелера;

• координатных считывающих головок.

Правильная работа системы обеспечивается входными сигналами о следующих состояниях:

• расположение поддона на грузонесущем устройстве и в стеллажной ячейке;

• положении телескопического захвата на грузонесущем устройстве;

• точном позиционировании в отношении стеллажной ячейки;

• сигналами координатной считывающей головки, обеспечивающими ориентирование крана - штабелера в стеллажном проходе;

• сигналами, следящими за состоянием крана - штабелера.

В соответствии с введенной командой и состоянием входных сигналов, система выдает управляющие сигналы для:

• трехступенчатого управления движением в горизонтальном направлении;

• двухступенчатого управления движением в вертикальном направлении;

• управление телескопическим захватом на грузонесущем устройстве,

• управление точным позиционированием.

Второй уровень - это уровень коммуникационной сети. Связь с первым уровнем обеспечивает концентратор на базе ЭВМ, которая обслуживает микроконтроллеры МК1... МКЗ. Этот уровень осуществляет диалог с исполнительными звеньями системы. Концентратор, получив заявку на обработку груза от компьютера, принимает на себя обязательство ее исполнения. Он управляет работой крана - штабелера по обслуживанию заявки и после ее исполнения информирует об этом компьютер третьего уровня. Таким образом, происходит ведение склада, т.е. компьютер располагает точными данными о содержании стеллажной зоны и места нахождения кранов - штабелеров.

Третий уровень структуры - это уровень персонального компьютера. Этот уровень решает глобальные задачи, связанные с принятием и обработкой заказов потребителей, управлением горизонтальной транспортной системой, оптимизацией движения крана - штабелера к заданной ячейке, изготовления списков хранимого груза на складе, контролем качества и временем хранения грузов на складе, связью с более высоким уровнем управления и т. д. Персональный компьютер хранит всю складскую наличность и в этой связи его надежное функционирование имеет огромное значение.

В результате приведенного анализа можно сделать заключение, что третий уровень структурной схемы представляет собой компьютерную сеть, работающую с базой данных.

1.                  Ф.М. Плеханов, Е.Н. Житникова, А.Ф. Плеханов. –М.: Легпромбытиздат. 1991.-128с.

2.                  В.А. Климова. Роботехнические системы в текстильной и легкой промышленности. –М.: Легпромбытиздат. 1991. –312 с.