Các Điều Khiển Thiết Bị Độc Lập Làm Phức Tạp Quản Lý Kho Hàng: Logic Thống Nhất Cải Thiện Sự Phối Hợp Vận Chuyển Nội Bộ

Một hệ thống tự động hóa kho hàng có thể bao gồm băng tải, bộ truyền tải nâng, thang máy thẳng đứng, cần trục xếp dỡ, máy phân loại và phần mềm quản lý kho. Mỗi máy có thể hoàn thành một nhiệm vụ vật lý cụ thể, nhưng hoạt động độc lập không tự động tạo ra một quy trình kho hàng phối hợp.

Ví dụ, một băng tải có thể đưa một pallet đến lối vào kho tự động trong khi cần trục xếp dỡ chưa sẵn sàng nhận nó. Một bộ nâng có thể đến đúng tầng trong khi băng tải đích vẫn bị chiếm dụng. Một máy phân loại có thể tiếp tục nhận bưu kiện ngay cả khi đích yêu cầu đã đầy.

Trong những tình huống này, các máy riêng lẻ có thể hoạt động trong phạm vi thông số kỹ thuật bình thường của chúng. Sự gián đoạn là do thiếu sự phối hợp giữa các bộ phận thiết bị.

Do đó, một dự án tự động hóa kho hàng nên đánh giá việc giải phóng nhiệm vụ, khóa liên động thiết bị, phản hồi trạng thái và xử lý ngoại lệ ngoài tốc độ cơ học, khả năng chịu tải và cấu trúc thiết bị.

Băng tải xích, băng tải con lăn pallet và bộ truyền tải nâng di chuyển pallet giữa các khu vực sản xuất, bộ đệm và khu vực lưu trữ tự động.

Thiết bị truyền tải nâng hiện có sử dụng điều khiển PLC để hoàn thành việc nâng, truyền theo hướng và thay đổi dây chuyền băng tải. Trong quá trình thiết kế hệ thống, bộ phận này nên trao đổi các điều kiện với thiết bị thượng nguồn và hạ nguồn của nó.

Các điều kiện điển hình bao gồm cho phép vào, phát hiện pallet, hoàn thành truyền tải, sẵn sàng hạ nguồn và lỗi thiết bị.

Nếu các máy liền kề chỉ hoạt động theo thời gian cố định mà không xác nhận vị trí pallet hoặc tính sẵn sàng của hạ nguồn, tải có thể chờ tại các điểm bàn giao hoặc thiết bị có thể lặp lại các chuyển động không cần thiết.

Thang máy thẳng đứng vận chuyển hàng hóa giữa các tầng kho, trong khi cần trục xếp dỡ lưu trữ và truy xuất pallet hoặc thùng chứa trong các lối đi lưu trữ.

Các máy này thường yêu cầu thông tin như tầng đích, vị trí lưu trữ, nhận dạng tải và trình tự nhiệm vụ.

Các cần trục xếp dỡ pallet và miniload hiện có hỗ trợ giao tiếp Ethernet công nghiệp với WMS. Chúng cũng sử dụng giao tiếp không dây để kết nối thiết bị và có thể áp dụng địa chỉ dựa trên laser hoặc mã vạch.

Các phương thức giao tiếp này tạo cơ sở kỹ thuật cho việc tích hợp hệ thống. Tuy nhiên, dự án vẫn phải xác định hệ thống nào chỉ định vị trí lưu trữ, lớp điều khiển nào lập lịch di chuyển thiết bị và cách phục hồi các nhiệm vụ bị gián đoạn.

Kết nối mạng đơn thuần không xác định trách nhiệm hoạt động của mỗi hệ thống.

Máy phân loại bánh xe xoay, máy phân loại băng hẹp, hệ thống phân loại đa cấp và tường đặt hàng điều hướng hàng hóa theo thông tin đơn hàng, khu vực, nhà vận chuyển hoặc đích.

Một số thiết bị phân loại hỗ trợ Ethernet, giao tiếp nối tiếp và giao diện IO. Các giao diện này cho phép các thiết bị trao đổi tín hiệu dữ liệu và điều khiển, nhưng chúng không tự động tạo ra một quy trình kho hàng hoàn chỉnh.

Dữ liệu mã vạch, mã đích, trạng thái vị trí và tín hiệu hoàn thành nhiệm vụ phải nhất quán trên máy phân loại, phần mềm kho và quy trình hợp nhất hạ nguồn.

Pallet, thùng chứa, mặt hàng, đơn hàng và vị trí lưu trữ phải sử dụng các quy tắc nhận dạng rõ ràng và không trùng lặp.

Sau khi đọc mã tải, hệ thống điều khiển phải có khả năng kết nối nó với nhiệm vụ WMS tương ứng và vị trí kho vật lý.

Trong trường hợp các hệ thống sản xuất, kho và phân loại sử dụng cấu trúc mã hóa khác nhau, người vận hành vẫn có thể cần dịch thông tin thủ công ngay cả khi thiết bị được kết nối điện tử.

Mọi bàn giao phải tuân theo các điều kiện hoạt động đã được xác nhận.

Một pallet chỉ nên rời khỏi một băng tải khi vị trí tiếp theo có sẵn. Một thang máy thẳng đứng chỉ nên giải phóng tải khi tầng đích đã sẵn sàng. Một máy phân loại nên phản hồi khi một đích đã đầy hoặc tạm thời không khả dụng.

Khóa liên động giảm xung đột giữa các bộ phận thiết bị, nhưng chúng không nên chỉ phụ thuộc vào độ trễ thời gian đặt trước. Việc phát hiện tải, xác nhận vị trí và trạng thái thiết bị phải xác định liệu chuyển động tiếp theo có thể bắt đầu hay không.

Kho tự động có thể gặp phải mã vạch không đọc được, pallet bị lệch, gián đoạn giao tiếp, đích bị chiếm dụng hoặc bảo trì theo kế hoạch.

Hệ thống điều khiển nên phân biệt giữa các điều kiện có thể được đặt lại tự động và các điều kiện yêu cầu sự can thiệp của người vận hành.

Trạng thái ngoại lệ cũng nên được trả về hệ thống cấp cao hơn. Nếu không, WMS có thể tiếp tục chỉ định nhiệm vụ cho thiết bị không khả dụng hoặc các vị trí lưu trữ bị chặn.

Nhóm dự án nên bắt đầu bằng cách lập bản đồ toàn bộ luồng vật liệu và xác định điều kiện đầu vào, trạng thái đầu ra và tuyến đường ngoại lệ cho mỗi máy.

Bước tiếp theo là xác định mối quan hệ giữa WMS, lớp điều khiển thiết bị, PLC, giao diện giao tiếp và cảm biến trường.

Đối với các kho được phát triển theo từng giai đoạn, kiến trúc điều khiển nên dành riêng địa chỉ thiết bị, dung lượng giao diện và các loại nhiệm vụ bổ sung. Điều này giúp dễ dàng thêm các nhánh băng tải, cần trục xếp dỡ, thang máy hoặc các điểm đến phân loại sau này mà không cần xây dựng lại toàn bộ cấu trúc hệ thống.

Điều khiển thống nhất không có nghĩa là mọi máy phải sử dụng phần cứng giống hệt nhau. Mục đích của nó là đảm bảo rằng các thiết bị khác nhau hoạt động hướng tới cùng một mục tiêu nhiệm vụ.

Khi nhận dạng tải, tín hiệu trạng thái, điều kiện giải phóng và xử lý ngoại lệ tuân theo các quy tắc nhất quán, các máy tự động riêng biệt có thể hoạt động như một hệ thống nội bộ phối hợp.