范德兰德交叉带分拣机

交叉带分拣机

范德兰德公司采用其自身研发的CROSSORTER 交叉带小车分拣机作为本项目中小件自动分拣机，该设备在公司产品序列中代码为SCS。 该项目中使用到的交叉带分拣机型号为SCS700型。

1. 概述

CROSSORTER提供适用于小件到大型货物混合分拣的灵活分拣方案。它能轻柔得处理几乎所有类型的产品。每个运载模块由2个可独立进行分拣动作的小车组成，在处理大件物品时，2个承载小车为一个分拣单元，小车上的皮带在做分拣动作时分别独立的运动可自动根据格口方向调整物件的下包角度，从而最大化得减少格口节距。处理小件物品时，则每部小车单独进行分拣动作，充分体现了分拣过程中的灵活性。

VI CROSSORTER 交叉带小车分拣机

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2. 控制系统

CROSSORTER 分拣机由一个FSC（范德兰德工业公司专利的基于PC的系统流程控制器）控制器进行控制。

控制系统示意图 控制功能

在FSC的标准功能（导入线，合流，分拣，追踪）之外，还可根据设备的控制要求进行特殊要求的控制：

 开启/关闭系统  节能控制  渐停控制功能

 通过控制柜分析事件及故障

 故障处理（警停检测，热过载保护，堵塞检测，编码器错误检测）

3. 系统中的主要机械构成

交叉带分拣机由以下三部分组成：

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 安装有皮带的承载小车  导轨机架及运行小车

 机械控制模块及分析诊断系统

承载小车

运行小车

导轨

导轨机架自身包含以下部件：

 铝制机架及金属侧盖板  导电轨道  线性感应电机

铝合金导轨

不间断输电导轨

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可轻易拆卸侧盖

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主要部件介绍

3.1. 承载小车

所有的物品在交叉带分拣机小车上都是以横向方向输送，这可以最大程度得增加运送效率。单台承载小车运送一件物品的方式也优化了上包效率，从而也最大化了分拣机的处理能力。

整个分拣机的运输表面是完全封闭的，包括在转弯、上下坡时任然保持物品不会再输送过程中有掉落的风险。分拣机可根据实际需要，进行最大角度12度的上下坡设计。

分拣动作

分拣机的分拣动作根据承载小车上不同货物的大小位置及重量会做出不同的调整。例如较轻的包裹在分拣动作中，承载小车的皮带启动加速度会减小，以降低滑移的产生。又例如物品较小又在承载小车靠中间位置，则在分拣动作里皮带会提前启动，以保证物品能准确得下落到对应格口。

快速更换

当有问题的承载小车运行到指定的维护区域，整个承载小车可以在5分钟内迅速得被新的小车替换。

3.2.

铝制机架

整个导轨都是由铝合金结构组成，并且能被回收以及重复利用。

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运行小车和导轨采用同一材质可以提高在不同环境温度下，系统耐久度的表现。

敞开式结构的设计保证可轻易进入到所需要到达的地方。上、侧及底部的盖板既保证了灰尘污垢的进入，也达到了保护作用。

分拣机的强弱电缆分别通过2路独立的线槽进行布线，互不干扰。

3.3.

分拣机上的承载小车在上包以及做分拣动作时的皮带运转动作需要电源。

我们选用接触式的导电轨来保证小车在运行过程中的供电。

导电轨

该技术的优点：

 专利技术，高可靠性  维护成本低

 能效利用率高（>95%）  连续不间断供电

 自备份，若一处取点点故障不影响使用。

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3.4. 线性感应电机

目前该领域最新的技术为非接触式的线性感应电机。

线性感应电机采用的技术是在每部运行小车下方安置一个永久磁铁。当这些磁铁通过分拣机导轨间主驱动电机后，产生的力会不断推动小车向前运行。

主驱动电机的数量和位置会根据整条分拣机的长度而设，并且总会有多安置一台作为备份电机使用。

主驱动电机

该技术的优点：

 无接触式电机驱动，低维护  能效利用率高（>50-60%）  低噪音

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3.5. 运行小车

运行小车首尾相连在分拣机上形成一个连续的环，每个运行小车都相对独立，即便单台小车出了故障也不影响其他小车的使用。运行小车的信号通讯采用即插即用的设计原则。

运行小车坚固的车体通过2个轮子在轨道上运行。每个轮子都安有轴承，因为每个轮子的低摩擦力，即使是一个人也可以用手推动100米长的分拣机。

该轮子的另一特点是噪音极低。

预置的分拣控制器监视着分拣机的各种状态，

并且将预警信息传送给分拣机中央控制器。追踪每部小车的状态可以指定其运行至维护区域，然后跟换整个运行小车模块的操作可以在10-15分钟内完成。

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控制系统概要

1.系统功能

1.1概述

范德兰德工业公司的控制系统具有最大的安全性、可靠性和便于维护的特点。运行和维护人员的安全在设计、制造和安装过程中都处于首要位置。 我们的VITAL™软件套件为您的包裹处理系统提供完整的一站式控制操作管理。VITAL™为包裹处理系统的规划与控制提供灵活的，模块化的解决方案。 该套件能够处理完整的控制功能，主要包括：

 与客户主机系统通信  条码信息识别  包裹跟踪与分拣  设备的实时监视和控制

控制系统使用计算机实现数据处理、通讯和操作人员界面, 设备层的控制将通过使用机电控制和设备控制器来实现。所有控制模块都设计为插拔式模块，并且集成到一个标准控制方案中。

系统将仅使用主流制造商的成熟产品。电气和控制设备的选择使其型号和尺寸的种类都最少化，以方便维护和备件管理。

1.2.控制层次

范德兰德工业公司的包裹处理系统的设计是根据层级架构。该技术应用于计算机软件，硬件的设计。系统与网络组成部件之间的通信在层级间是相互隔离的，这是为了某一层的更改不会影响到其他层。每一层提供一系列集成的服务。 下图表示总体控制系统的主要组成与接口：

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Administration SchedulemaintenanceShipmentadministrationBusinesscontrol客户主机系统 Global network互连网络Processstatistics 流程监视 OperationalcontrolPackageadministration分拣分配与计划 .DSSort Allocation &PlanningVITAL.BPIBusiness ProcessIntelligenceSchedulemanagementReporting 报表 .SCADAVisualisationVITALProcess controlEquipmentstatistics可视化监控系统 Systemmonitoring流程管理层 FSC(设备控制器) Sorter control / EM设备控制层

该结构系统的设计使得所有接口都尽量简化。这样可以保证最大的可维护性和可扩展性。

整个控制系统可以划分为下列部分：  客户主机系统

客户主机系统是一个位于客户企业信息管理系统，例如WMS。 此部分完全由客户提供, 不在范德兰德供货范围内。  包裹执行系统VITAL™

- -

与客户主机系统(例如WMS)通讯获取商品分拣计划. 分拣格口计划操作

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-

分拣与包裹路径（根据扫描的条形码，从主机接受的分拣计划,将包裹传输并分拣至正确的物理位置），特殊情况格口分配处理 - -

与分拣机设备层的信息交互接口 设备监控

SCADA提供系统状态信息，使操作和管理人员能够监视整个包裹处理系统。 - -

历史数据存储, 统计和报表 备份与数据恢复（存档）

 FSC设备控制层

设备由设备控制器FSC独立控制。负责所有输送机分拣机的物理控制、所有独立功能的协调及实时数据的处理、合并和跟踪。  机电层

机电层提供马达的控制和保护、主要的安全功能如紧急停止、马达故障和与其它层次的通讯。

２. DS分拣目的地服务器系统

为了设定路由、追踪和分拣包裹，DS系统具备下列功能和特性：

• • • • • • • •

与主机通讯获取商品分拣计划; 识别包裹ID;

管理和分配分拣目的地

管理包裹信息,包含ID, 重量,时间戳,目的地格口信息 操作流程灵活和优化 订单准确性和高处理率 提供详细的流程报告

可独立于非实时主机系统运行分拣流程

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•

基于标准技术的IT接口

标准方案

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基于成熟商业IT产品 已验证的设计和技术

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分拣目的地服务器系统的用户界面采用成熟的基于Web浏览器技术的图形用户接口界面, 该图形特征能够确保应用的直观性和易学易用。用户接口界面设计主要遵循以下重要规则：

• • •

信息必须总是可以获得的，并且是完整的 用户界面必须易于使用

关键的操作必须经过操作人员确认同意.

以下是典型的图形用户接口界面:

注明:参考图形,实际项目图形界面以项目为准.

外部接口:

分拣目的地服务器系统DS与客户主机系统WMS通过接口实现数据通信。

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该接口协议将按照范德兰德DS标准接口执行。范德兰德将在项目执行阶段提供接口协议文档供双方项目实施。如果客户提出完全不同于范德兰德DS标准的接口协议，范德兰德将重新评估新协议对项目成本和计划的影响。

3. SCADA监控系统

SCADA系统是用于监控和数据采集的缩写。它通常通过PC提供一个生产制造系统、自动化物流系统流程和逻辑控制等方面的一个人机界面平台。

3.1监控系统 (SCADA) 功能

SCADA是一个完整的监控系统, 并有下列特性:

-系统状态监视, 故障指示和诊断

-系统操作控制

为实现上述功能， SCADA系统工作站将通过快速以太网连接到设备控制器FSC。SCADA的工作站将使用高分辨率彩色显示屏，窗口对话界面和键盘鼠标实现监控功能。 监视器将以大比例通过图形模拟画面显示系统的运行状态。

此外， 屏幕上的一个报警窗口将按照时间顺序列出系统的实时故障。

3.2 分拣系统状态监视和故障指示

SCADA监视屏幕上将显示有整个包裹处理系统的全视图。当出现故障需要引起注意时，该视图屏幕的一部分会转变为红色。操作人员可在此处点击鼠标，放大该区域，以了解更详细的信息。监视画面划分为如下几种屏幕： - 整个系统的全视图; - 设备的详细状态图;

- 事件屏幕: 该屏幕表示所有活动事件。可以使用过滤器，只显示其中的一个子集。 - 报警屏幕: 该屏幕表示所有报警信息。可以使用过滤器，只显示其中的一个子集。 - 交叉带分拣机连同其导入口和目的地格口的图形示意. - 与控制器通讯状态监控图;

3.3操作员控制功能

启动/停止/复位系统功能

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可以利用SCADA系统在屏幕中对系统进行启停和复位 。启停和复位可以通过点击鼠标来进行。

典型SCADA图形界面如下:

注明:参考图形,实际项目图形界面以项目为准.

4. 统计报表BPI

提供过程分析与趋势观察的报表功能。报表功能将帮助用户做出更好的业务决定。 知道你所想知道的，能够

 减少包裹错误处理率  分析处理量和系统的使用情况  优化您的资源配置（人力和系统资源）  优化维护计划  持续改进您的业务

特征：

 从系统数据资源中提取，转换并装载真实和可度量的数据；将低层控制

（FSC），高层控制（DS）以及日志文件的数据装载入数据仓库。  长时间存储历史数据（保存7天内的本地商品数据,设备运行维护日志保

存半年）。

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 备份与恢复数据（存档）。

 多种方案的基本报表（DS基本报表）。  设置定期生成报表和自动发送结果。

主要报表包含:

o 已分拣的包裹的数量。 o 已导入的包裹的数量。 o 循环的包裹的数量。 o 拒绝的（错误）包裹的数量。 o 跟踪丢失的包裹的数量。 o 不能读取条码的包裹数量。 o 滑槽满信号的数量。 o 设备故障的数量。 o 一般停止的数量。 o 系统停止工作信号的数量。 o SCADA发出的故障和警告（选项）。

 标准软件包支持以下数据：

o 时间：年，月，星期，日，日期，班，小时，分钟 o 布局图中的位置：现场，导入，分拣机，滑槽，设备 o 分拣状态：已分拣，循环，故障 o 分类：重量和体积

 输出数据的格式：.xls / .xml / .csv文件

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5. 设备控制器FSC

5.1. 概述

设备包含输送机和分拣机的操作和控制。由一体化的工业计算机，分拣机控制器，称为FSC控制。该控制器取代传统PLC实现对分拣机及其导入导出输送机的机电控制。 FSC是范德兰德特有的专业的分拣机及输送系统控制器，除了系统的合流、分流、导入、分拣等输送基本程序模块外，FSC可以和WCS通过以太网基于TCP/IP协议通信。 下图显示FSC在控制系统中的层级位置:

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5.２.主要功能

分拣机和条码阅读器由FSC控制，在读取条码并传给WCS后，FSC将根据WCS的分拣出口的指令，将物件分拣到有关出口。

分拣任务完成后，FSC向主控制系统发送任务完成报告。 除了正常的数据传输功能，FSC控制系统还具有一些特定功能：

▪ ▪ ▪ ▪ ▪

追踪和更新系统上的物件; 启动 / 关闭系统; 节能; 渐停; 诊断故障指示;

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▪ ▪

外部接口;

处理故障 (紧急制动，系统过热，堵塞探测，PPI编码器 错误).

5.3. FSC典型界面

▪

▪

6. 用户管理

系统以及其不同功能的访问是根据不同的用户帐户来控制的。用户等级将根据用户组来操作不同的功能（比如主管，操作员等）。

7. 远程诊断支持

该系统具有支持VPN远程接入，从而实现远程快速连接诊断的功能。

VPN接入的所有线路和设备均由客户提供。VPN线路和功能需在调试前就位并开通。

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