Настольная Книга Управляющего Складом - Джеймс Томпкинс. 1. Проблемы и задачи складского хранения. Складское хранение и товародвижение
 Скачать 14.49 Mb.
|
|
Аккумуляторы Сегодня большинство автоматизированных управляемых транспортных средств работают от аккумуляторов. Перед изготовителями аккумуляторов здесь были поставлены некоторые задачи, решение которых не требовалось в других сферах применения. Воздействие на аккумуляторы автоматизированных управляемых транспортных средств не такое жесткое, как в других сферах применения, но появляются специфичные задачи нехарактерные для транспортных средств с ручным управлением. Большое разнообразие автоматизированных управляемых транспортных средств и разнообразные типы предлагаемых аккумуляторов означают, что здесь нет одного правильного выбора аккумуляторов. Вопросы пропускной способности и минимального технического обслуживания привели к новому применению разнообразных аккумуляторных технологий. Надежность, необходимая для автоматизированных управляемых транспортных средств, привела к отказу от применения некоторых аккумуляторов. Стремление к снижению общих затрат и повышению надежности привели к множеству инноваций в аккумуляторной промышленности. Аккумуляторные технологии Количество предлагаемых аккумуляторных технологий огромно. Многие из этих технологий не подходят для автоматизированных управляемых транспортных средств, поэтому обсуждаться будут только те из них, которые могут быть применены. Среди них есть две основные технологии, которые сейчас используются в автоматизированных управляемых транспортных средствах: свинцово-кислотные и никель-кадмиевые аккумуляторы. У каждого типа есть свои преимущества и недостатки, и выбор зависит от применения. Свинцово-кислотные аккумуляторные технологии Элементы свинцово-кислотных аккумуляторов состоят из свинцовой решетки, они заполнены диоксидом свинца как положительным активным материалом и металлическим свинцом как отрицательным активным материалом. Энергия получается, когда серная кислота как электролит истощается, и положительные и отрицательные пластины частично превращаются в сульфат свинца. Номинальное напряжение элемента аккумулятора (с некоторыми изменениями в зависимости от гравитации) будет 2,13В. Важно иметь правильную емкость в ампер-часах. Это обеспечивает необходимую работу в течение нужного периода времени без перезарядки. Транспортные средства, работающие от слабо заряженных аккумуляторов, - это потенциальный источник неприятностей. На транспортных средствах должны быть аккумуляторы с достаточной емкостью для выполнения запланированной работы. Предлагается несколько типов аккумуляторов и зарядных систем. Это системы зарядки при появлении возможности, автоматической зарядки или замены аккумуляторов и зарядки. Каждый тип системы нужно должным образом спроектировать для конкретного использования. Емкость аккумуляторов (в ампер-часах) можно подсчитать очень точно, если известны грузы и расстояние для их перемещения. Изготовители аккумуляторов – это лучший источник информации о необходимой емкости аккумуляторов. В приближенных подсчетах при оценке емкости аккумуляторов принимаем 120 ватт-часов на тонно-милю перемещенных материалов. Сюда должны быть включены вес транспортного средства и аккумуляторов. Обязательно учтите передвижение транспортных средств без груза, если это часть обычного рабочего цикла. Например: Суммарная подвижная колесная нагрузка 14000 фунтов = 7 тонн Передвижение на 5 миль при скорости 2 мили в час = 10 миль Тонно-мили = 7 тонн х 10 миль = 70 тонно-миль Ватт-часов = 70 тонно-миль x 120 ватт-часов/тонно-миль = 8400 ватт-часов Делим это число на напряжение аккумулятора, чтобы получить емкость аккумулятора. 8400 ватт-часов/24 вольт = 350 ампер-часов (действительных часов) Аккумуляторы никогда не должны полностью разряжаться, поэтому полученное число нужно увеличить, по крайней мере, на 20%. Действительная емкость аккумуляторов = 350 ампер-часов x 1,2 = 420 ампер-часов Системы с заменой аккумуляторов Эти системы работают благодаря замене аккумуляторов в конце смены или при определенном уровне разрядки аккумуляторов. При работе в три смены потребуется, по крайней мере, по два аккумулятора на транспортное средство, когда один аккумулятор заряжается, а другой используется. Для замены аккумуляторов требуется специальный участок, наряду с вентиляционным оборудованием, а также персоналом. Обычно на заводах уже есть такой участок для работы с другим аккумуляторным оборудованием. Этот участок можно легко использовать для аккумуляторов автоматизированных управляемых транспортных средств. При качественных аккумуляторах и соответствующих зарядных устройствах эта система обеспечивает самый долгий срок эксплуатации аккумуляторов. Здесь также нет сложного зарядного оборудования, так как нет программного обеспечения как при зарядке при появлении возможности. Режим работы с заменой свинцово-кислотных аккумуляторов приводит к наименьшему количеству транспортных средств в данной системе. Автоматическая зарядка Автоматическая зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов дает системы, работающие 24 часа в сутки с разделением на временные периоды и временем простоя до восьми и больше часов. Когда требуется зарядка аккумулятора, то транспортное средство движется к ответвлению для зарядки и подсоединяется к башмаку для зарядки, как правило, смонтированному на полу. Срабатывает замыкатель в транспортном средстве, и зарядное устройство заряжает аккумулятор. У автоматической зарядки есть недостаток – требуется равное время зарядки для того же самого рабочего времени. Поэтому для данных операций требуется больше транспортных средств. Зарядка при появлении возможности Зарядка при появлении возможности обычно используется для волоконных никель-кадмиевых аккумуляторов. Эти аккумуляторы, как правило, используются в транспортных средствах, работающих 24 часа в день, семь дней в неделю. Они заряжаются за секунды и минуты со скоростью больше чем в два раза превышающей емкость в ампер-часах. Эта концепция быстрой зарядки хорошо работает в системах со временем простоя, не позволяющим использовать автоматическую зарядку свинцово-кислотных аккумуляторов, но дающую, в среднем, 10% - 15% времени для зарядки. Полученная система будет с небольшим техническим обслуживанием, интенсивным использованием и низкими долгосрочными затратами. Зарядные устройства Зарядные устройства – это еще один важный элемент при использовании автоматизированных управляемых транспортных средств. Зарядное устройство должно соответствовать аккумуляторам на борту транспортного средства и способу функционирования системы. У зарядных устройств сегодня во многих случаях есть регуляторы на основе микропроцессоров, которые автоматически дают тип зарядки, необходимый аккумулятору для работы при максимальной нагрузке. Встроенные защитные устройства предотвращают перезарядку, недозарядку или перегревание и, в сущности, избавляют от ошибок оператора. В зависимости от потребностей системы, зарядное устройство может при необходимости работать и в ручном и в автоматическом режиме. Транспортные средства должны иметь индикаторы разрядки аккумуляторов. Они сообщают контроллеру системы о состоянии аккумуляторов в рамках наблюдения за транспортным средством. Контроллер системы может среагировать, отправив транспортное средство на участок зарядки аккумуляторов, когда уровень зарядки падает ниже определенной величины. Исключением может быть ситуация, когда транспортное средство выполняет какую-то задачу, тогда сначала выполняется задача, а потом уже транспортное средство отправляется на участок зарядки. Коммуникация (обмен информацией) Системам с компьютерной поддержкой нужны средства обмена информацией между компьютером-диспетчером и транспортными средствами, чтобы передавать такую информацию как: рабочие задания для выполнения, управление движением, неисправное состояние и программирование. Есть четыре основных типа обмена информацией (коммуникации):
Радио коммуникация Радиоволны могут использоваться для передачи данных с фиксированной базовой радиостанции на модемы на каждом транспортном средстве. Радиоволны просто выполняют функцию доставки энергии на удаленный приемник. Необходимая информация накладывается на радиоволны, чтобы ее можно было точно извлечь при получении. Обеспечивается постоянный двухсторонний обмен данными с транспортными средствами. Используется две основных системы: с узким диапазоном и с широким спектром. При исследовании заводских условий обычно выясняют, какие другие радиочастоты здесь используются, есть ли «мертвые» зоны, где невозможен прием радиосигналов, и определяют количество, тип и место размещения антенн. Радиосистема с узким диапазоном передает и получает информацию на конкретной радиочастоте. Радио с узким диапазоном для передачи данных поддерживает частоту радиосигнала насколько узкой, насколько это возможно. Автоматизированные управляемые транспортные средства обычно работают в 450-МГц диапазоне на 25-КГц каналах. С помощью тщательного распределения различных пользователей по различным частотным каналам удается избежать нежелательного взаимного влияния сигналов между коммуникационными каналами. Радиоприемник отфильтровывает все радиосигналы, кроме тех, которые поступают на его частоте. Это частотные каналы Федеральной комиссии по связи, которые выделяются квалифицированным пользователям по их запросу. Выдается лицензия на передачу радиосигналов на данной частоте в данном месте. Лицензирование оказалось очень эффективным в обеспечении надежной связи, но становится все более трудной задачей для Федеральной комиссии по связи из-за необходимости координировать и выделять радиоканалы. Радиосвязь с широким спектром была предложена Федеральной комиссией по связи, чтобы сделать возможным использование радио без лицензирования. Радио с широким спектром не полагаются на лицензионные частотные каналы для достижения конфиденциальности. Вместо этого сигнал специально распределяется по большому диапазону частот и полагается на тот факт, что другие в этом диапазоне делают то же самое. На каждом приемнике должна быть информация о модели этого распределения по частотам или о коде радиопередатчика. В результате и радиопередатчик, и радиоприемники одновременно переходят с одной частоты на другую. Федеральная комиссия по связи позволяет в системах с переменой частот определить свою ширину каналов максимум в 500КГц в диапазоне 900МГц, или 1МГц в диапазоне 2,4МГц. Эти системы не могут работать дольше 0,4 секунд на любом одном канале, и они должны поменять, по крайней мере, 50 каналов в 900МГц диапазоне и 75 каналов в 2,4МГц диапазоне. Это необходимо для уменьшения вероятности повторных наложений сигналов разных пользователей. Обмен информацией может инициироваться транспортным средством или диспетчером или быть комбинированным. В типичном сеансе связи сообщается идентификационный номер транспортного средства, местоположение, состояние груза и запросы об условиях движения. Это краткие обмены данными, но они могут быть расширены транспортным средством, например, при аварийной ситуации, разряженности аккумуляторов, экстренной остановке или потере ориентации в пространстве. Установленные на борту микропроцессоры организуют эти данные, получают и декодируют сообщения от контроллера-диспетчера и организуют и кодируют сообщения для контроллера. Радио обеспечивает максимум гибкости в управлении системой. Транспортные средства могут программироваться на ходу; новые маршруты или карты могут быстро загружаться; и повышается скорость отклика системы на изменения в требованиях к перемещению грузов. Обеспечивается почти непрерывная связь транспортных средство и системы, и автоматизированные управляемые транспортные средства быстро реагируют на изменения в производственных условиях. Оптический инфракрасный обмен информацией Оптический инфракрасный обмен информацией высоко надежен, но у него есть тот недостаток, что связь здесь не постоянная, но междупунктовая. Транспортные средства могут останавливаться во время этого обмена данными, и эти сеансы связи обычно происходят на пунктах загрузки, где неподвижные и мобильные единицы находятся в необходимой близости друг от друга. Транспортное средство выходит на связь в фиксированных точках системы, когда проходит через эти зоны. Транспортные средства обычно не получают команду на передвижение, пока путь к следующему месту назначения не станет свободен от движения; в больших системах это может затруднить поддержание необходимой пропускной способности. Когда происходит аварийная ситуация, то о ней нет возможности сообщить. Этот тип коммуникаций подходит для небольших систем с небольшим количеством транспортных средств и пунктов загрузки. Передача данных по управляющим проводам Передача данных по управляющим проводам обеспечивает почти такую же гибкость как радио, за исключением случаев, когда транспортное средство при движении отклонится от провода. Так как расстояние между управляющим проводом и находящимися на борту передатчиками постоянное, то нет «мертвых зон», которые бывают при радиосвязи. Этот метод обмена данными не так широко распространен. Индукционные петли Индукционные петли (петлевые индукционные датчики) – это еще одно средство междупунктовой связи. Встроенные в пол проволочные петли, размещенные рядом с управляющим проводом, соединены с центральным контроллером для передачи данных. Они обычно от 3 до 10 футов в длину и размещаются в каждом пункте, где нужна связь с транспортными средствами. Это недорогой, со своими ограничениями метод передачи данных. В большинстве систем, использующих этот метод, не требуется остановка транспортного средства при получении данных с индукционной петли. Регуляторы Регуляторы дорожного движения В системах с множеством транспортных средств аварии и столкновения предотвращаются с помощью регуляторов дорожного движения. Направляющие дорожки разделены на зоны и только одному транспортному средству разрешается находиться в любой из зон. По своей длине зоны могут равняться длине транспортного средства или автопоезда, но могут достигать и нескольких сотен футов, в зависимости от используемых методов блокирования. В одном из самых простых методов блокирования используются магниты на транспортном средстве, чтобы активировать встроенные в пол герметизированные магнитоуправляемые контакты (герконы), соединенные с фиксированными регуляторами, включающими сигналы блокирования. Эти сигналы обычно проходят по встроенным в пол проволочным петлям, расположенным рядом с направляющей дорожкой. Находящиеся на борту приемники узнают эти блокировочные сигналы и останавливают транспортное средство, пока поступает этот сигнал. Этот метод иногда называют "фиксированным блокированием". Когда транспортное средство пересекает границу зоны, то включается блокирующий сигнал на входе в эту зону, и отключается блокирующий сигнал на входе в только что покинутую зону. Неподвижные регуляторы соединены по проводам. Нужно быть внимательными, когда вручную убираете транспортное средство из системы, использующей этот тип блокирования, или можно перекрыть работу системы. Если транспортное средство убирается из зоны, то блокирующий сигнал остается включенным и система работает, как будто транспортное средство все еще находится в этой зоне. В результате, фантом транспортного средства перекрывает работу. Там, где такое может произойти, должен быть ручной переключатель для разблокирования сигнала. В более гибком и дорогом методе блокирования используются 40 - 200 КГц передатчики и приемники на транспортных средствах, и непрерывные встроенные в пол проволочные петли вдоль управляющего провода. Передатчик посылает блокирующий сигнал на проволочную петлю. Приемник на следующем транспортном средстве получает удерживающий сигнал из этой петли, пока в зоне перед ним есть другое транспортное средство, и стоит, ждет, пока зона освободится. Когда впереди идущее транспортное средство покидает эту зону, удерживающий сигнал исчезает и следующее транспортное средство продолжает движение. Этот метод, называемый "постоянным блокированием", избавляет от фантома транспортного средства в системе, потому что когда транспортное средство вручную убирается из зоны, то удерживающий сигнал с его передатчика также убирается. Не требуется ни неподвижного оборудования, ни расположенных под потолком проводов. И при фиксированном, и при постоянном блокировании могут потребоваться дополнительные регуляторы для перекрестков и соединяющихся дорожек. Компьютерное блокирование предлагает наибольшую гибкость и возможности для эффективной работы системы. Команды блокирования поступают не от встроенных в пол устройств, но от центрального контроллера. Здесь требуется коммуникационная линия между транспортными средствами и контроллером. В центральном контроллере находится таблица всех зон блокирования в системе и правила, управляющие движением транспортных средств в каждой зоне. Здесь также находятся постоянно обновляемые данные о местонахождении всех транспортных средств. Движением транспортных средств можно управлять по степени их важности и в соответствии с условиями, сложившимися в зонах на пути к месту назначения. Компьютерное блокирование обычно позволяет применять большее разнообразие зон блокирования по их длине, размещению и сложности. Это приводит к повышению эффективности транспортных средств и непрерывному потоку продукции. Устанавливаются эти системы быстрее и с меньшими затратами, чем системы фиксированного или постоянного блокирования, потому что нет ни неподвижного (фиксированного) оборудования, ни соединительных проводов, кроме управляющих проводов. Регуляторы программирования на борту транспортных средств Сюда относятся селекторные панели для выбора мест назначения транспортных средств вручную. Панели с тумблерами имеют переключатели для каждого места назначения транспортного средства, но не имеют памяти, чтобы организовать их в последовательность, в которой они были выбраны. Они предназначены для простых направляющих дорожек, обычно до 100 мест назначения, и в точках принятия решения для смены дорожки требуется селекторный переключатель для смены курса. Используются эти панели, в основном, при операциях с одним местом назначения или междупунктовых операциях. Барабанные (дисковые) селекторные переключатели также попадают в эту категорию. В кнопочных программирующих устройствах обычно есть микропроцессор и память для записи последовательности, в которой вводились места назначения. Могут быть включены специальные функции, выполняемые на каждом месте назначения, такие как "забрать груз с места №4". Множество мест назначения может быть введено в память транспортного средства, и дисплей оператора будет показывать их по одному за один раз. У дисплея есть ступенчатое регулирование вверх или вниз по списку, можно изменять и удалять места назначения. Когда транспортное средство прибывает в нужный пункт и выполняет указанные функции, то команда из памяти стирается. Когда команд программирования в памяти больше нет, то транспортное средство автоматически возвращается на участок ожидания. Оно может также циркулировать по определенному маршруту в ожидании команд от фиксированных переключателей с ручным режимом работы. Кнопочные программирующие устройства обеспечивают современное ручное управление, особенно для автопоездов с тягачами, тележек для паллет и других систем с фиксированным маршрутом. |