西门子SCALANCE W在立体仓库的应用_电机_流量计

西门子SCALANCE W在立体仓库的应用

2008/4/17 16:48:00

特点：
自动化立体仓库不是单一设备堆积而成的仓库，它是一个仓库系统。自动化立体仓库中所有设备在控制软件的管理下统一高效地运行。这些设备可能包括搬运设备-如堆垛机、AGV 小车；输送设备-输送带；容器-如托盘；货架-如高位货架；扫描系统-如激光读码系统；传感器等在高效、安全地系统中运行。

图1 立体仓库实拍

        因为自动化立体仓库不单纯是一个仓库，所以它的建设也是一个复杂的系统工程。包括地基的勘探、工程的设计、建设等。自动化立体仓库系统的设计建设必须与企业的物流规划、企业的发展联系起来综合考虑，使其成为物流链中重要的节点。

需求：
       在实现立体仓库货物自动堆垛功能，堆垛机是一个的重要组件，稳定可靠的堆垛机在货物堆放流程中可代替繁重的人力搬运，以及易损坏物品的忧虑。堆垛机控制系统通常采用PLC和单片机结合的方式集成。由于堆垛机的操作位置是随着货物的堆放位置变化而变化的，其通讯控制是移动变化中进行的。
　　
解决方案：
SCALANCE W工业移动通讯解决方案
        西门子 SCALANCE W工业移动通讯解决方案属于无线以太网解决方案的一种。针对工业现场的需要西门子对无线以太网设备硬件和软件加以改进开发出了SCALANCE W系列工业无线以太网产品，这个系列产品可以在各种工业环境中使用，立体仓库堆垛机控制系统是SCALANCE W 系列产品一个比较典型的应用环境。前面两种方案中提到不可靠的因素可以在SCALANCE W移动通讯解决方案中得到很好的解决。
SCALANCE W 同时遵循现有的4种国际通行的无线以太网标准，具有很好的兼容性。兼容的标准有802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11h.可以使用2.4G 和5G两个免授权射频频段。
SCALANCE W移动通讯解决方案（如下图所示）的组成可以分为三个子部分：
1，无线接入点设备 2，Rcoax 天馈线系统 3，客户端设备

图2 立体仓库中移动解决方案

无线接入点
        无线接入点设备用来辐射一个无线信号区域用于移动的无线客户端接入,它就象一个无线的基站一样. 802.11标准使用的2.4G 和5G的射频频段，在物理连接上它像红外向一样是无线连接的，但要比红外射线在作数据传输上有更好的表现，它对有些障碍物具有一定的穿透性，在一个规则的物理空间内具有很好的反射效果，这样可以实现非直视数据传输，可靠性可以在一定程度上得以提高。
        通常的无线接入点当面对多个无线客户端通讯时处于一种通讯资源被竞争利用的角色,这样系统就无法保证每个客户端通讯的确定性和实时性. SCALANCE W 700系列接入点独有的iPCF功能可以保证每个注册客户端有固定的通讯通讯资源用于数据传输，从而确定性和实时性得以实现，这也是其可以适用于工业环境的特性之一。
　　
RCOAX天馈线系统 ( 如下图 )
        红外线通讯的优点是通讯双方之间是非接触的，无磨损故障现象，由于红外线无法非直视通讯，当轨道发生弯转时就无法通讯，而滑触线却可以在轨道弯转处进行实时通讯。RCOAX 天馈线是这样一个综合了两者的优点的馈线系统。

图3 漏波天线结构图

RCOAX馈线系统的主体是漏波电缆，它借鉴了标准馈线传输信号损耗小的优点，以及2-5GHz信号的衍射特性而设计的一种线状天线，区别于通常的杆状或面状天线。机构设计上遵循2.4G 或5G的衍射原理将特定的馈线等距离的开出一列漏波孔。射频信号通过漏波孔向外辐射。这种天线可以很好的规避障碍物的屏蔽作用，将射频信号随着电缆的敷设位置而向外延伸，单节最长可达200M的敷设距离。RCOAX馈线系统可以像滑触线一样随着轨道的弯转而敷设，也可以像红外线一样非接触无线通讯。
　　
无线客户端
用来安装在移动的堆垛机上将移动的控制器接入到无线接入点覆盖的无线网络中，达到移动设备通讯联网的目的。SCALANCE W系列客户端有两种，一种是将以太网接口的控制设备接入到无线以太网的模块，即 W 740系列产品；另一种是将标准的PROFIBUS DP从站设备接入到无线以太网的模块，即IWLAN/PB LINK PN IO , 这个模块本身作为一个DP主站与DP从站以主从方式通讯，同时与上位系统以PROFINET IO方式通讯。
　　
项目优点：
系统集成简单，系统扩展性好：由于采用的无线以太网技术，不同的立库系统设计增加堆垛机时只需要增加客户端数量即可，单个接入点最多可以接入35客户端，冗余的方式还可以接入多达70个客户端。
　　
可靠性高：SCALANCE W系列移动通讯产品的防护等级达到了IP 65标准，模块借口部分甚至达到了IP 67的标准。特有的RCOAX天馈线系统建立了一个无信号死区的无线网络。
　　
实时性高：在设置使用802.11g标准时最高可达54M 通讯带宽，并且独有的IPCF功能保证系统通讯的确定性。