前言

在現(xiàn)代物流與倉儲管理領(lǐng)域，自動存儲和檢索系統(tǒng)已日益普及，堆垛機和物流小車組合的倉儲系統(tǒng)成為高效、精確存儲和取貨貨物的關(guān)鍵。隨著技術(shù)的進步，堆垛機的定位技術(shù)也在不斷優(yōu)化。傳統(tǒng)堆垛機采用機械裝置和導(dǎo)軌上的光電開關(guān)進行定位，然而長期使用導(dǎo)致機械裝置磨損老化，降低定位精度。

為保障堆垛機和其他物流裝置的安全穩(wěn)定運行，宏集推出了專為堆垛機和物流小車設(shè)計的智能物聯(lián)網(wǎng)HMI測距系統(tǒng)，能夠高精度定位移動裝置，誤差在100米內(nèi)僅約1mm。此外，利用邊緣計算HMI賦予系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、分析和存儲功能，實現(xiàn)傳統(tǒng)堆垛機和物流裝置的智能化改造，提升倉庫管理效率。

宏集堆垛機定位方案

針對客戶現(xiàn)場的設(shè)備分布和智能化工廠改造需求，我們推薦了宏集高精度測距定位的監(jiān)測方案，幫助客戶完成對傳統(tǒng)堆垛存儲系統(tǒng)的定位校準、數(shù)據(jù)采集和處理的改造項目。

憑借適配性極強的數(shù)據(jù)采集和邊緣計算能力，宏集邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸控屏能夠快速建立設(shè)備之間的互聯(lián)互通。

由于兼容市場上所有主流的PLC協(xié)議和工業(yè)協(xié)議，宏集邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸控屏可以采集現(xiàn)場的測距儀、編碼器和控制器的數(shù)據(jù)信息，然后將信息上傳至企業(yè)的SCADA和MES系統(tǒng)。

宏集邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸控屏能對數(shù)據(jù)進行邊緣處理，并根據(jù)相關(guān)結(jié)論向現(xiàn)場的任何設(shè)備發(fā)送指令。

以下是方案的整體架構(gòu)圖：

圖: 方案架構(gòu)圖

宏集高精度測距定位的監(jiān)測方案包括邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸控屏兩款產(chǎn)品，它們的特色功能主要有以下幾點：

(1) 支持200+通訊協(xié)議，包括常見的OPC UA/Modbus/TCP/UDP/自由串口，也兼容大量PLC如西門子/AB/歐姆龍/三菱/施耐德/倍福/GE/基恩士/力士樂等PLC協(xié)議；

(2) 支持10,000點數(shù)據(jù)標簽；

(3) 支持對接PLC、SCADA、MES、ERP、數(shù)據(jù)庫和云平臺；

(4) 內(nèi)置Web服務(wù)器，支持客戶在PC和手機等終端設(shè)備通過Web服務(wù)器遠程監(jiān)控；

(5) 輕松應(yīng)用的HMI界面組態(tài)軟件，輕松完成對數(shù)據(jù)的邊緣計算和可視化，學習成本極低。

同時，該方案也包括超高精度的Dimetix激光測距儀，其性能有幾個亮點：

（1）測距精度極高，自然表面100米、反射板500米內(nèi)測距的誤差±1mm以內(nèi)；

（2）測距的輸出頻率最高可達250Hz；

（3）提供多種接口：模擬量、數(shù)字量信號、自由串口協(xié)議、SSI、USB、PROFIBUS和USB等。

關(guān)鍵挑戰(zhàn)與應(yīng)對之策

1. 傳統(tǒng)的倉儲系統(tǒng)由于機械老化和機械變形等問題，堆垛機或物流小車的定位容易出現(xiàn)偏差，造成安全風險和影響倉庫管理效率。

2. 對傳統(tǒng)倉儲進行智能化改造，將倉庫的數(shù)據(jù)連接到SCADA系統(tǒng)，提高工廠生產(chǎn)的管理效率也是一個挑戰(zhàn)點。

3. 在現(xiàn)場部署過程中，倉儲系統(tǒng)距離可達100米，這就要求非接觸式測距設(shè)備的精度必須達到較高水平，倉儲系統(tǒng)所需的測距設(shè)備必須保證精準性和可靠性。

? 運動裝置的高精度定位

傳統(tǒng)的堆垛機在軌道旁的特定位置安裝擋光片，通過車上的光電開關(guān)確定特定位置，然而這種方案無法實時追蹤位置信息。為了滿足客戶提出的實時位置追蹤需求，應(yīng)考慮采用新的技術(shù)方案。

客戶要求追蹤運動裝置的位置，實時同步移動信息。此時，宏集Dimetix激光測距儀成為一個理想的選擇，因為它支持500m內(nèi)誤差小于±1mm的移動物體監(jiān)測，并且測量頻率最高可達250Hz，完全能滿足對高速物體的測量應(yīng)用。

? 通信實現(xiàn)

客戶要求倉儲系統(tǒng)使用三菱和西門子的PLC作為控制器，傳感器需接入PLC，并將信號上傳至SCADA系統(tǒng)。

由于宏集Dimetix激光測距儀提供多種輸出類型，可通過自由協(xié)議的串口通信與PLC建立連接。測距儀測得的距離信息將實時同步至PLC，經(jīng)簡單數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換后即可獲得精確到1mm的距離信息。以下為基于三菱PLC的梯形圖通信示例：

圖: 三菱PLC與測距儀的通信例程

? 數(shù)據(jù)采集和處理

客戶要求將倉儲控制器的信息上傳至SCADA系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)可視化處理，同時留有接口以連接至后續(xù)的MES和ERP平臺。

在此背景下，我們采用支持主流PLC專有通信協(xié)議的宏集邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸控屏，成功地獲取了堆垛機系統(tǒng)的測距數(shù)據(jù)和倉儲信息。通過簡單實用的圖形化編程工具JMobile組態(tài)軟件和基于JavaScript語法的高級編程，客戶成功實現(xiàn)了對倉儲系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)讀取和設(shè)備控制。

該智能倉儲系統(tǒng)管理界面除了可以展示在工業(yè)觸控屏上，還可以通過同一局域網(wǎng)的Web服務(wù)器呈現(xiàn)，用戶可以通過PC和手機等終端設(shè)備輕松管理倉儲系統(tǒng)。

此外，宏集邊緣網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸控屏支持OPC UA和MQTT等協(xié)議，可以進一步將倉儲信息傳至MES系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫平臺，具有廣闊的拓展空間。

總結(jié)

宏集倉儲和物流系統(tǒng)的智能化改造方案幫助客戶實現(xiàn)工廠的堆垛機、物流小車等裝置的高精度定位、數(shù)據(jù)采集、處理和可視化功能。根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)實時向現(xiàn)場發(fā)送控制指令至PLC以及高級MES和ERP平臺。

這套方案幫助客戶實現(xiàn)了傳統(tǒng)倉儲系統(tǒng)的智能化改造，從根本上提升管理效率。

審核編輯 黃宇