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一、方案概述
項目主要投入明細如下表：
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序號
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項目
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數量
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備註
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1
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雙立柱堆垛機(1000KG)
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1臺
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含電控系統
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2
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立體庫貨架
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1套
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**個貨位
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3
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輸送設備系統
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1套
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4
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PLC控制系統
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1套
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5
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資訊化硬件
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1套
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含監控等
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6
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倉儲管理系統
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1套
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可與SAP及MES系統對接
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本方案所述系統由貨架、堆垛機系統、輸送線系統、PLC控制系統、計算機資訊化系統組成。投標方負責以上項目的設計、制造、包裝、運輸、裝卸、安裝、調試、培訓、售後服務、生產陪同等。
貨架系統嚴格按國家和行業標準選型設計。設計承載餘量大於額定餘量的1.6倍。設計總貨位數**個，有效貨位數（除去出入庫占用）後為**個貨位。貨位大小滿足1200*1200*1000（總高），重量小於等於500Kg的托盤的存放。單貨位實際設計時按1000Kg/貨位設計。
堆垛機系統按國家強制標準設計制造。堆垛機採用雙立柱巷道式堆垛機。系統由雙立柱堆垛機本體、單深雙向貨叉、堆垛機安全系統、堆垛機PLC電控系統、尋址定位系統、動力系統、及貨物探測定位傳感系統組成。堆垛機的設計行走速度為80米/分；提升速度大於等於20米/分；堆垛機提升最大設計承載能力為1000Kg. 配置失速檢測、防墜落裝置、強制減速、軟極限、硬極限限位、松繩檢測、貨位虛實探測、貨物位置探測等安全配置，確保系統執行安全。
輸送線系統設一個入庫口，一個出庫口。出入庫口輸送線體採用板鏈式，帶升降機構，可降至與地面齊平的位置，與地牛式叉車駁接，可以升高到堆垛機取料高度，與入庫傳送線駁接。出庫口與入庫口間有輸送線體連接，可以實現在出庫口手動分揀後再直接回庫。
PLC控制系統採用西門子PLC系統。PLC系統分為堆機機上PLC和輸送線體PLC（總控）。控制系統的通訊採用Profinet總線通訊。
計算機資訊化系統包含倉儲管理系統（WMS）和設備中央控制系統（WCS）及與排程系統(APS)和生產執行系統（MES）的接口部分。資訊化系統通過接口的資訊流實現與工廠資訊環境的整合，實現倉儲管理的資訊流驅動，本地化執行。
二、設計引用和遵循的標準
標準引用的優先順序說明：由於招標方提出的標準要求中包含有行業標準和部分國際行業標準，當設計中引用標準出現有不同表達時，以如下優先順序之標準為準：中華人民共和國國家標準（GB); 中華人民共和國國家推薦標準（GB/T); 國內行業標準；國際標準；
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序號
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名稱
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國家標準號
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1
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《有軌巷道式高層貨架倉庫設計規範》
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JB/T9018-1999
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2
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《立體倉庫焊接式鋼結構貨架技術條件》
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JB/T5323-2017
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3
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《立體倉庫組合式鋼結構貨架技術條件》
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JB/T 11270
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4
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《巷道堆垛起重機 型式與基本參數》
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JB/T 2960-1999
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5
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《有軌巷道堆垛起重機 技術條件》
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JB/T 7016-1993
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6
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《有軌巷道堆垛起重機 安全規範》
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JB 5319.2-1991
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7
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《高層貨架倉庫設計規範》
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ZBJ83015-89
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8
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《鋼貨架結構設計規範》
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CECS23∶90
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9
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中華人民共和國國家標準《工業貨架設計計算》
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GB/T28576-2012
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10
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中華人民共和國國家標準《建築抗震設計規範》
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GB 50011-2001：
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11
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中華人民共和國國家標準《建築結構荷載規範》
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GB50009-2001
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12
|
中華人民共和國國家標準《冷灣薄壁型鋼結構技術規範》
|
GB50018-2002
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13
|
《粉末靜電噴塗工藝安全》
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GB-15607-2008
|
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14
|
中華人民共和國國家標準《鋼結構設計規範》
|
GB50017-2003
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15
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《 鋼結構》
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AS4100
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16
|
《 鋼作業工程用途》
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AS3990
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17
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《冷熱軋鋼結構章程式》
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AS1538
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18
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GB1228-91
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19
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《 地腳螺栓（粗制）》
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GB799
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20
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《機械設備安裝工程施工及驗收通用規範》
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QJBJ23-96
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21
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《特低電壓（ELV）限值》
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GB/T 3805-2008
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22
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《機械設備及防護安全》
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GB8196
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23
|
《剩餘電流動作保護電器的一般要求》
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GB/T6829-2017
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24
|
《壞境衞生保護》
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GB5083
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25
|
《裝配通用技術要求》
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JB/ZQ4000.9-86
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26
|
《焊接件通用技術要求》
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JB/ZQ4000.3-86
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27
|
《電氣設備安全設計導則》
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GB4064-83
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28
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《聯運通用平托盤性能要求和試驗選擇》
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GB/T 4995
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29
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《聯運通用平臺托盤試驗方法》
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GB/T 4996
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三、方案總體布局
1、略
2、出入庫流程
- 出庫流程
- 入庫流程
3、堆垛機節拍
（1）堆垛機加減速糢型示意
- 堆垛機節拍計算的定義
綜合節拍：理想狀態節拍，即最大出入庫綜合能力，即出庫時同時另一入庫位有一個托盤入庫，計算出來的出庫+入庫托盤總數量為綜合出入庫能力；
單向平均節拍：極端狀況的節拍，即只連續出庫或只連續入庫的狀況。平均節拍取
（3）計算過程
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堆垛機執行節拍計算報告
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表達式
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結果
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量綱
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類型
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備註
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堆垛機額定執行速度
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Vx
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80
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米/分
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設計常量
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貨叉執行速度
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Vy
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30
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米/分
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設計常量
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堆垛機滿載提升平均執行速度
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Vz
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20
|
米/分
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設計常量
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載荷重量
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1000
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Kg
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設計常量
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堆垛機庫內最大執行距離
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Dx
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24
|
米
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設計常量
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垛機庫內最大有效執行高度
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Dz
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12
|
米
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設計常量
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貨叉最長伸出距離
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Dy
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1.6
|
米
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設計常量
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堆垛機0~80米/分加速距離
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D1
|
6
|
米
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設計常量
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堆垛機80米/分~0米減速距離
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D1
|
6
|
米
|
設計常量
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最長距離水平執行到達時間(往返）
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[(Dx-2D1)/Vx+2D1/Vx/2]*2
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27
|
秒
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最大變量
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同時動作，取用時較長者
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最長提升時間(往返）
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Dz/Vz
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72
|
秒
|
最大變量
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貨叉最長執行時間（往返）
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2*Dy/Vy
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6.4
|
秒
|
貨叉取貨執行
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|
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貨叉取放總緩沖時間
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4
|
秒
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|||
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取貨提升緩沖時間
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常量
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8
|
秒
|
貨叉取貨執行
|
|
|
通訊延遲
|
常量
|
2
|
秒
|
貨叉取貨執行
|
|
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到出貨口放貨/取貨時間
|
常量
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16.4
|
秒
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貨叉放貨執行
|
|
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單任務最大執行節拍
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119.4
|
秒
|
|||
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單任務平均執行節拍
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89.55
|
最大節拍的75%
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取/放曡加時間
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32.8
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出料+回空托盤最大節拍時間
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122.35
|
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綜合節拍出+入庫節拍
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（托盤/每小時)
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58
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平均單出（單入）節拍
|
（托盤/每小時)
|
40
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四、供貨範圍
略
五、自動化控制系統
1、控制網路
2、控制系統
2.1電腦 — 計算機聯機控制
由倉儲系統主機掌控全系統運作，操作者利用計算機工作站輸入欲作業的項目與數據，其餘動作均由計算機控制，以達到自動化目標。
2.2 半自動 — 操作控制
此控制糢式採用控制面板輸入操作，可遠程控制堆垛機、輸送機動作，通常在計算機聯機中斷或故障排除時使用。當計算機聯機控制再度啓動時，半自動作業下所異動的數據再逐筆輸入系統主機中。
2.3 手動維修 — 操作控制
此控制糢式，取消大量權限，此作業僅提供專業人員作系統維護或故障檢測時隨機控制。
3、堆垛機電氣控制
3.1工作原理
行走電機通過驅動軸帶動車輪，使堆垛機在下軌道上做水平行走；提升電機通過卷筒鋼索牽引帶動載貨臺做垂直升降；載貨臺上的貨叉電機驅動貨叉左右伸縮。通過上述三維運動可將指定位置的貨物取出或將貨物送入指定位置。
3.2控制原理
控制櫃安裝在堆垛機上，設備出現任何故障，控制櫃上的觸摸屏可查閱故障資訊。主要電氣元件包括：PLC、變頻器和觸摸屏，用於控制整個堆垛機系統的自動執行。行走、起升和貨叉電機分別由3臺變頻器分時控制實現無級調速。制動期間的電氣能量釋放通過制動電阻器轉換成熱能。堆垛機具有自動認址、貨位虛實監測以及其它自動檢測功能。
3.3控制方式
堆垛機的控制方式有聯機自動、本機自動、半自動、手動及維修方式。
- 聯機自動
系統正常執行時採用聯機自動方式，堆垛機通過無線收發器接收數據判斷堆垛機當前位置數據通過 Profinet現場總線來判斷控制計算機的操作指令，完成相應得入出庫作業，並通過WIFI通訊向控制計算機反饋作業狀態資訊及故障資訊。
- 本機自動
堆垛機單機執行時採用本機自動方式。處於此控制方式下的堆垛機，可以自動地完成本巷道內的入出庫作業。
- 半自動
半自動方式是對本機自動方式執行過程的分解，可以單步完成取貨、放貨和執行至巷道內某一貨位地址等操作。堆垛機單機執行、發生異常或安裝調試時可以使用這種控制方式。
- 手動控制
手動方式一般用於堆垛機的安裝調試階段或堆垛機發生異常時的複位等，可以對堆垛機的走行、升降、伸縮貨叉等單獨進行操作。
- 維修方式
維修方式一般用於堆垛機的安裝調試階段或堆垛機發生極端異常時的複位等，由於屏蔽了大多數保護，操作時須謹慎。
3.4速度控制
電力拖動系統要同時滿足快速、平穩和準確三個方面的要求，因此速度的控制至關重要。提升機的垂直提升和左右方向的取送貨動作均採用矢量變頻無級調速控制。
3.5通訊方式：通過工業高速以太網向控制監控系統實時反饋當機設備狀態。
3.6激光測距方式
堆垛機具有自動測距的功能。自動測距就是自動尋找存放/提取貨物的位置。在同一巷道內的貨位地址由三個參數組成：第幾排貨架；第幾層貨格；左側還是右側。當堆垛機接收到上級管理機的存取指令後，即向指定貨位執行。執行中，安裝在堆垛機上的傳感器不斷檢測位置資訊，計算判斷是否到位。
3.7操作
電控櫃安裝於便於工作人員操作的位置，面板上設觸摸屏、鑰匙啓閉開關、執行及故障類別指示燈、和蜂鳴報警器，由操作或維修專職人員進行操作。它具有實用、美觀、直觀，操作簡單易學等特點。當提升機處於聯機自動控制方式時，無須人工幹預自動按照控制計算機下達的指令執行。
3.8特點
- 關鍵電氣元件均採用國際知名品牌；
- 矢量驅動及精確位置控制，可滿足入出庫高頻次的要求；
- 採用機械和電氣雙重保險裝置，保證安全；
- 具有完善的安全保護和故障診斷功能；
- 資訊傳遞、全程跟蹤技術；
- 觸摸屏界面友好，操作簡單方便，易於維護。
4 、安全功能
4.1機械安全裝置
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位 置
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描 述
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備 註
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升降機構 安全功能
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安裝有極限位光電，防止情況的發生。
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標配
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上、下橫梁設定聚胺脂緩沖器，防止載貨臺意外撞擊。
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標配
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叉取裝置 安全功能
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在中叉的端部設定極限止擋器,防止叉臂滑出。
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標配
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貨叉設定扭矩限制器。貨叉在伸出過程中碰到障礙物時，限制扭矩輸出，避免損壞貨物及執行機構。
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標配
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其 他
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設定維修用的安全爬梯及安全繩。
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標配
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4.2電氣安全保護裝置
- 為保證人身、貨物及設備的安全，堆垛機配備完善的硬件及軟體的安全保護裝置，並在電氣控制上採取一系列聯鎖和保護措施。
- 設定了行走端點限位及升降端點限位傳感器；
- 防止堆垛機執行至巷道兩端附近速度過快，設定了行走速度強制切除功能；
- 防止載貨臺執行至升降兩端附近執行速度過快，設定了升降速度強制切除功能；
- 防止空出庫、重複入庫等現象的發生，設定了對貨位、入出庫輸送機上貨物虛實檢測傳感器；
- 防止貨物尺寸與欲入庫貨位的尺寸不符，設定了貨物外形尺寸檢測傳感器；
- 載貨臺上設定了貨物坍塌檢測傳感器；
- 過載及松繩的保護裝置，當載貨臺上承受載荷大於1.25倍的額定載荷或鋼索失去張力時，使起升機構停止運轉，以保證設備的安全；
- 堆垛機控制盤上及其合適位置設定緊急停止按鈕，以備在異常情況下切斷電源；
- 設定有在異常狀態下的聲光報警裝置；
- 貨叉設有中位雙保險限位開關，以防止貨叉在堆垛機行走和升降過程中出現誤動作，確保設備安全執行；
- 各有關動作及裝置的電氣連鎖（如下圖）
- 貨叉動作時禁止行走；
- 行走中貨叉禁止動作；
- 貨叉動作中禁止升降。
- 設有三色指示燈，指示堆垛機工作狀態。
5、移動設備描述
5.1 移動設備控制系統總體說明
移動設備控制系統採用OPC協議與WMS和WCS通訊（我司提供通訊協議）；另外它可在脫機狀態下調度所有輸送設備，完成貨物的自動輸送。採用SIEMENS PLC與分布式I/O組建現場總線網路。該網路控制所有現場設備，總線通訊速率100M 。
- 控制器網路： 以太網總線
- 控制器網路： 控制器 S7-1200
正文完
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