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皮爾磁工業(yè)自動(dòng)化（上海）有限公司

摘要：在全球集裝箱運(yùn)輸業(yè)務(wù)中，時(shí)間就是金錢；縮短裝載/卸載時(shí)間意味著節(jié)約成本。阿布扎比酋長國哈里發(fā)港展示了智能裝卸如何縮短貨船和集裝箱貨輪的等待時(shí)間。現(xiàn)代集裝箱港口的運(yùn)營在本質(zhì)上與復(fù)雜的生產(chǎn)工廠無異，正因?yàn)槿绱耍琍ilz的PSS 4000自動(dòng)化系統(tǒng)在其久經(jīng)考驗(yàn)的工業(yè)環(huán)境以外得到成功應(yīng)用。在極端氣候條件下，它為港口運(yùn)營的各個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了高效的自動(dòng)化過程，并保證了安全的人機(jī)協(xié)作。

背景介紹

阿布扎比酋長國的哈里發(fā)港自開放以來業(yè)務(wù)十分繁忙，高如鐵塔的起重機(jī)，沿著兩公里長的碼頭裝載和卸載巨大的集裝箱貨輪。多功能的跨運(yùn)車載著運(yùn)輸容器往來于指定的中轉(zhuǎn)點(diǎn)。自動(dòng)化堆垛機(jī)取下集裝箱并運(yùn)輸?shù)脚R時(shí)儲(chǔ)藏點(diǎn)。然后根據(jù)客戶的要求，在極短的時(shí)間內(nèi)將它們裝載到大型貨運(yùn)卡車上。

這個(gè)現(xiàn)代化港口在裝卸、控制和安全領(lǐng)域均使用了最新技術(shù)。物流程序?qū)崿F(xiàn)了高水平自動(dòng)化；人工和自動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)；部分物流過程通過中央控制站的計(jì)算機(jī)和屏幕進(jìn)行控制和監(jiān)控。為確保港口不會(huì)因故障癱瘓或出現(xiàn)事故，需使用集成的控制、自動(dòng)化和安全解決方案，以便將一切實(shí)況可視化，并在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)做出適當(dāng)且快速的反應(yīng)。

阿布扎比起重機(jī)系統(tǒng)

可靠而精細(xì)的起重機(jī)自動(dòng)化至關(guān)重要

哈里發(fā)港將港口的起重機(jī)自動(dòng)化項(xiàng)目委托給了TMEIC Cooperation公司。TMEIC為自動(dòng)化、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電機(jī)和工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域提供國際水平的解決方案。其位于美國西弗吉尼亞州羅諾克的物料運(yùn)輸部門是起重機(jī)控制和港口自動(dòng)化解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商之一。

阿布扎比港口公司與之簽署合同，要求其提供創(chuàng)新、靈活的自動(dòng)化及安全系統(tǒng)。另一個(gè)要求是可以選擇通過以太網(wǎng)進(jìn)行安全相關(guān)通訊，并能與其他自動(dòng)化設(shè)備通訊。

TMEIC決定評(píng)估其現(xiàn)有控制理念，并尋找一個(gè)成熟可行的安全系統(tǒng)，即使在極端氣候條件下也能通過以太網(wǎng)通訊。“TMEIC立即意識(shí)到，使用傳統(tǒng)技術(shù)無法達(dá)到要求。而Pilz已經(jīng)因其安全解決方案而享有盛譽(yù)，于是 TMEIC根據(jù)已掌握的信息想到了Pilz的PSS 4000自動(dòng)化系統(tǒng)。

使用SafetyNET p實(shí)現(xiàn)快速安全的通訊

PSS 4000負(fù)責(zé)監(jiān)控碼頭邊所有起重機(jī)的安全相關(guān)功能。PSS 4000自動(dòng)化系統(tǒng)保證了硬件和軟件組件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及SafetyNET p實(shí)時(shí)以太網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)互動(dòng)。控制功能在外圍設(shè)備上的均勻分布與轉(zhuǎn)移意味著與傳統(tǒng)解決方案相比，該系統(tǒng)可以更輕松、靈活地用于實(shí)施各種項(xiàng)目。不是采用集中式控制系統(tǒng)，而是在集中式項(xiàng)目中提供模塊化用戶程序。這使得整個(gè)項(xiàng)目的操作不僅簡單，而且實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。該系統(tǒng)已在工業(yè)領(lǐng)域的各種應(yīng)用中得到廣泛證明，如今又成功應(yīng)用于復(fù)雜的露天物流系統(tǒng)。

PSS 4000自動(dòng)化系統(tǒng)中的 PSSuniversal PLC 控制系統(tǒng)

在集裝箱設(shè)施的中心部分，全部15個(gè)堆場均配備了獨(dú)立的PSSuniversal PLC控制系統(tǒng)，位于陸上的恒溫控制柜內(nèi)。水上也有恒溫控制柜，其中配備了PSSuniversal I/O遠(yuǎn)程站。每個(gè)PSSuniversal PLC都在監(jiān)控其區(qū)域內(nèi)的所有安全相關(guān)功能，例如緊急停機(jī)、安全門、位置監(jiān)控、光柵和掃描儀，并能切換相應(yīng)的啟用開關(guān)。同時(shí)還采用了數(shù)字量輸入和繼電器觸點(diǎn)形式的輸出。此外，每臺(tái)起重機(jī)均配備有PSSuniversal I/O系統(tǒng)。

現(xiàn)代化控制理念以成熟的以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)。所有控制組件和可視化數(shù)據(jù)均連接到玻璃纖維主干網(wǎng)。因此，可以從任何地方訪問所有信息。SafetyNET p實(shí)時(shí)以太網(wǎng)作為安全相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，用于實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)、故障安全數(shù)據(jù)和狀態(tài)的可靠交換和同步：每個(gè)堆場都配備有PSSuniversal PLC控制系統(tǒng)和三個(gè)IO頭模塊，它們通過安全以太網(wǎng)連接到控制站。操作員可以從控制站手動(dòng)操作每臺(tái)起重機(jī)。為確保緊急情況下起重機(jī)可以安全停止，必須在控制站和起重機(jī)之間實(shí)現(xiàn)安全選擇和緊急停機(jī)信號(hào)交換。

集自動(dòng)化與安全功能于同一系統(tǒng)

PSS 4000自動(dòng)化系統(tǒng)處理整個(gè)系統(tǒng)上的安全和自動(dòng)化數(shù)據(jù)：控制系統(tǒng)讀入所有輸入，并通過EGD協(xié)議（以太網(wǎng)全局?jǐn)?shù)據(jù)）將狀態(tài)傳輸至更高級(jí)別控制系統(tǒng)。此PLC控制系統(tǒng)處理其控制程序，然后通過EGD協(xié)議將信息返回 PSSuniversal PLC控制系統(tǒng)，然后，該系統(tǒng)相應(yīng)地切換自動(dòng)化輸出。

“起初我們只想使用PSS 4000自動(dòng)化系統(tǒng)處理安全相關(guān)信號(hào)。但是，當(dāng)我們認(rèn)識(shí)到這一靈活系統(tǒng)可以提供的多樣化選擇時(shí)，我們決定同時(shí)通過PSS 4000實(shí)施自動(dòng)化I/O。這是一項(xiàng)意義非凡的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槲覀儾槐卦偻臻g本來就夠狹小的控制機(jī)柜內(nèi)添加I/O模塊了。最終實(shí)現(xiàn)了資金和空間節(jié)約”，TMEIC的物料運(yùn)輸銷售經(jīng)理Javier Rizo表示。

在完成了全面測(cè)試之后，設(shè)備按時(shí)交付至運(yùn)營方；自那時(shí)起，這些設(shè)備以高生產(chǎn)率和高可靠性順利工作至今。“PSS 4000自動(dòng)化系統(tǒng)的表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的預(yù)期，這項(xiàng)解決方案極為成功”，Javier Rizo熱切地強(qiáng)調(diào)。

皮爾磁中國高級(jí)技術(shù)經(jīng)理許瑋

自動(dòng)化博覽：皮爾磁能為物流倉儲(chǔ)行業(yè)提供的產(chǎn)品和解決方案具有怎樣的特色？核心優(yōu)勢(shì)是什么？

許瑋：Pilz作為領(lǐng)先的自動(dòng)化技術(shù)公司很早就開始為物流行業(yè)提供自動(dòng)化產(chǎn)品。在機(jī)場物流行業(yè)，全球的空運(yùn)系統(tǒng)每天需運(yùn)輸數(shù)百萬乘客以及大量的行李，確保一切運(yùn)行無誤可謂至關(guān)重要，這需要完美的配合以及絕對(duì)的安全。Pilz的PSS系統(tǒng)已在全球多個(gè)機(jī)場用于監(jiān)控物流設(shè)備的安全運(yùn)行，例如韓國仁川機(jī)場、荷蘭阿姆斯特丹史基浦機(jī)場、法國巴黎戴高樂機(jī)場、德國斯圖加特機(jī)場等。在港口物流行業(yè)，例如高度自動(dòng)化的阿布扎比哈里發(fā)港，PSS 4000的靈活性顯得尤為突出。Pilz的PSS 4000系統(tǒng)符合ISO 13849-1最高PL e的要求以及IEC 62061最高SIL 3的要求，能夠滿足物流設(shè)備對(duì)于機(jī)械安全的應(yīng)用要求。此外，該系統(tǒng)可以對(duì)所有安全相關(guān)功能和標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化功能進(jìn)行監(jiān)控，確保各軟硬件之間、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與實(shí)時(shí)以太網(wǎng)SafetyNET p程序之間的協(xié)調(diào)互動(dòng)。與傳統(tǒng)解決方案相比，該系統(tǒng)使各項(xiàng)控制功能向外圍進(jìn)行同步的分配與傳輸，因此能夠更加輕松、靈活地勝任更多項(xiàng)目類型。

除此之外，Pilz可以提供包含產(chǎn)品和服務(wù)的完整自動(dòng)化解決方案，Pilz的服務(wù)涵蓋機(jī)械的整個(gè)生命周期。安全是Pilz的核心競爭力，安全是Pilz每個(gè)解決方案的組成部分，這讓Pilz有別于其他供應(yīng)商。

自動(dòng)化博覽：您感受到物流倉儲(chǔ)自動(dòng)化市場正在發(fā)生著哪些變化，呈現(xiàn)出哪些特點(diǎn)？

許瑋：在中國，隨著網(wǎng)絡(luò)購物的快速興起，傳統(tǒng)的物流中心已無法滿足市場需求；另外中國的城市化已成必然的趨勢(shì)，其顯著特點(diǎn)是汽車停泊資源價(jià)格日趨上漲。正是因?yàn)樾袠I(yè)前景看好，有利可圖，越來越多的資本也正在被投入到這個(gè)行業(yè)。近兩年自動(dòng)立體倉儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展迅速，響應(yīng)市場需求，Pilz的業(yè)務(wù)也迅猛發(fā)展，客戶（例如：深圳怡豐）在全國都有分布，我們可預(yù)見更高效，更智能的物流倉儲(chǔ)將給Pilz帶來豐厚的回報(bào)。

自動(dòng)化博覽：隨著技術(shù)的發(fā)展，智慧物流、智慧倉儲(chǔ)成為行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)，國家政府也出臺(tái)多項(xiàng)相關(guān)政策推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，您認(rèn)為這對(duì)于物流倉儲(chǔ)自動(dòng)化市場將帶來哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)，針對(duì)此皮爾磁有何戰(zhàn)略布局？

許瑋：隨著越來越多地集成機(jī)器人、AGV小車等應(yīng)用，物流行業(yè)正面臨巨大變革。部分物流過程通過中央控制臺(tái)的電腦與屏幕進(jìn)行控制與監(jiān)控。為確保設(shè)備終端運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不發(fā)生故障或事故，就需要一套集成了控制、自動(dòng)化與安全的解決方案，使一切狀況盡收眼底，并在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)可以迅速做出正確應(yīng)對(duì)。

未來，物流流程將高度自動(dòng)化，也更加復(fù)雜，人工與非人工運(yùn)輸系統(tǒng)無縫銜接。智能聯(lián)網(wǎng)是行業(yè)面臨的巨大機(jī)遇。未來的物流自動(dòng)化需要能夠提供分布式智能控制，同時(shí)使數(shù)個(gè)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)易于管理的解決方案。利用Pilz自動(dòng)化系統(tǒng)PSS 4000可以很好滿足這些要求。

機(jī)器人與人類的接近意味著安全性成為首要考慮因素。針對(duì)機(jī)器人安全應(yīng)用，Pilz提供所需的服務(wù)、產(chǎn)品和系統(tǒng)。公司通過服務(wù)組合的形式為用戶提供支持，而且這些服務(wù)組合可以針對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)生命周期的各個(gè)階段量身定制。針對(duì)機(jī)器人安全性的培訓(xùn)包使得服務(wù)范圍得到進(jìn)一步完善。針對(duì)AGV小車應(yīng)用，Pilz的即將上市的激光掃描儀將為AGV與人之間提供可靠的防護(hù)，它可以檢測(cè)車輛路徑中的物體，即使在高速時(shí)也可提供最大的安全保障，可確保AGV及時(shí)制動(dòng)而不會(huì)影響工作效率。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年7月刊