PC控制重新定义内部物流配送中心的效率

配送中心需要计算每立方英尺。物料搬运设备需要具有成本效益，并有效利用仓库空间。由于大多数传送带靠近地面，它们占据了很大的空间。SDI推出JOEY袋式分拣机系统，将单位分拣提高到天花板，促进高效的产品运输。

SDI首席技术官吉姆•萨格斯表示:“该系统依靠自动开关和重力积累来有效地移动袋子或衣架。”“我们在2016年投入使用的第一个系统使用了5000个袋子，每小时分类约3000个单位，这是相对较小的。第二个系统每小时使用67000个穿梭器来缓冲和分类7000个单位。”

SDI成立于1970年，总部位于加州，为快节奏的配送中心提供完整的控制和软件的交钥匙物料处理系统。

其技术包括配送中心管理解决方案(DCMS)软件、倾斜托盘、衣架上的服装、炸弹舱(或分割托盘)分拣设备和邮袋分拣机。

SDI是第三方输送机、高速并机等系统的专家。“我们整合了众多内部物流解决方案。我们为应用程序选择最好的供应商，并将最好的技术与我们的顶级单元分拣设备相结合，”萨格斯说。

袋式分拣机提供了减少设备尺寸和费用的潜力。然而，高级控制工程师Kyle Upwood解释说，在一个系统中协调数千个袋子需要一个强大、可靠的控制和网络平台。“从控制反应的角度来看，袋式分拣机要求很高。”

SDI认识到其在单元分拣和输送解决方案上使用的传统自动化平台的局限性。

萨格斯说:“例如，对于我们的自动导入单元分拣机，我们对计量本身进行运动控制，并自动将产品导入倾斜盘分拣机。”“我们也使用高速合并，这需要高速运动控制。”

SDI位于佛罗里达的控制部门的工程师们面临的挑战是找到能够快速响应的控制器和现场总线。当时，他们之前的供应商的控制软件无法在Windows 7以上的操作系统上运行，很快就会过时，而且该软件需要过时的流程图式编程。机器控制器提供非常有限的内存，并依赖OPC DA与其他设备通信，这在很久以前就被OPC UA所取代。

除了性能，SDI工程师还关注灵活性、可伸缩性和成本。该团队着眼于购买时的价值以及产品生命周期的整体价值。

“大多数自动化和控制供应商提供的技术都不够先进，”SDI控制总监迈克•麦肯尼(Mike McCanney)解释说。“这些选项在内存和存储方面也明显缺乏。对于任何应用程序，我们总是交付我们的整个DCMS控制解决方案，即使它没有被完全使用，也可以更容易地升级或定制，以满足客户未来的需求。因此，控制器需要足够的内存容量来存储这个相当大的项目。”

新的控制平台需要轻松地转换和重新利用SDI广泛组合中的现有代码，并在调试机器时帮助改进公司的构建过程。

McCanney说:“当我们开始转换代码时，传统的PLC平台不支持我们的一些相当简单的编程结构。“我们想保留我们所谓的‘构建’，这是我们自动映射I/O终端和点的方法。该软件使用现场特定的图纸和预配置的代码库，用于单元分拣机，纸箱分拣机，常规输送机和其他技术，在几个小时内编写完整的代码项目。调试工程师访问网站，加载代码，然后点击‘开始’。”

技术能力

萨格斯说:“引起我们注意的是EtherCAT的实时通信速度。EtherCAT工业以太网系统支持一系列拓扑结构，包括线路、树形和星形，每个网段最多可包含65,535个节点。这在广泛分布的材料处理应用中很有用。

倍福地区销售工程师Mark Olton表示，EtherCAT的优势帮助SDI解决了其传统现场总线的性能问题，以增强排序应用。“EtherCAT允许SDI整合第三方设备和网络，如以太网/IP、as - interface和PROFIBUS。EtherCAT固有的系统开放性被证明是有帮助的，特别是因为大多数配送中心客户无法简单地撕毁和替换他们的整个网络基础设施。”

SDI工程师还探索了倍福的PC控制技术。在对SDI传输系统进行多次成功的内部测试后，由于大型复杂架构所需的功率，他们指定了Beckhoff C6920控制柜工业PC (IPC)。

Upwood说:“C6920是一款功能强大的PC，由于高性能的要求和大量的扫描仪，它在邮袋分拣机中工作得很好。”

对于要求较低的输送和分拣系统，SDI缩小到倍福CX5130嵌入式PC。“虽然C6920在许多情况下仍然很重要，但我们将CX5130作为我们的主要机器控制器进行了标准化。它为大多数应用程序提供了必要的性能水平，并为我们提供了最优的价格点，”萨格斯解释道。

相同的代码可以在任何一个控制器上运行，而不需要在运行时许可之外进行更改。

软件的可能性

通用工程环境和运行时软件允许SDI在保留现有代码的同时增强其功能。与之前的平台不同，TwinCAT提供了所有IEC 61131-3语言的编程，带有面向对象的扩展，以及通过集成到Microsoft Visual Studio中的计算机科学语言。

“使用更现代的编程方法已经改变了我们创建代码的方式，”McCanney说。SDI还使用TwinCAT自动化接口改进了其构建过程，该接口支持TwinCAT扩展自动化工程(XAE)配置的自动创建和操作。

自动化接口功能可以使用所有com功能和动态脚本编程语言，如。net, Windows PowerShell或IronPython。TwinCAT自动化设备规范(ADS)接口为分布式、多控制器架构中的调试和通信提供了额外的好处。

Olton解释说:“TwinCAT将PLC等单独的软件模块作为服务器或客户端，ADS在系统内的这些对象之间通过TCP/IP连接交换消息。”

作为一种独立于设备和现场总线的接口，ADS在所有新的SDI应用中消除了对过时的OPC DA的需求。McCanney说:“通过EtherCAT和ADS作为跨控制器通信的骨干，我们可以实现一个更分散的控制环境，在整个执行中心分布更小的控制器。”

Intralogistics改进

邮袋分拣机允许SDI优化现有的足迹在配送中心，同时大大提高吞吐量。通过将其控制平台过渡到倍福，SDI看到所有解决方案的性能提升。

萨格斯表示，对于袋式分拣机来说，这使得安装更大、更复杂的应用成为可能。他说:“最近一家大型服装制造商的申请中，有67000个梭子，有大量开关和70个扫描仪，梭子可以实时做出逻辑决策。”这个系统在6.7万架穿梭机上使用衣架，而不是袋子。它跟踪项目，通常是西装，通过各种缓冲区到一个矩阵排序系统。在运送到包装站之前，它会自动生成堆叠顺序——小、中、大西装，按照准确的顺序。”

Upwood表示，升级后的控制平台结果包括增加了对数据库的消息传递。“我们将单点机的速度提高了58%，现在每小时超过10,000台。在实现这一目标的同时，条码摄像机也需要以新的最大速率运行40%。I/O点增加了51%，高速轨道交换设备增加了182%。”

在选择倍福后不到两年，SDI将几乎所有现有代码迁移到新平台，并增强了其设计和构建流程。“当我们第一次开始转移控制平台时，有很多人担心转换我们的代码库是否容易。Beckhoff让它比我们预期的要简单得多，”McCanney说。

一些SDI代码已弃用或用于已停产的设备，但该公司在编程方面取得了重大进展。萨格斯补充说:“我们必须完成最后的主要部分，包括高速合并和自动导入，到今天为止，我们可能已经完成了85%。”“此外，TwinCAT自动化接口极大地提高了我们创建适合每个新应用程序的软件的能力。”

通过实施倍福ipc, SDI超出了其内存和处理能力的要求，但与其他供应商的同类产品相比，它也降低了成本。McCanney说:“从一个特定的竞争对手那里获得这么大的内存将花费2万美元。”“有了倍福，我们就像是呼啸着进入了21世纪。我并没有意识到我们之前的控制平台阻碍了我们的发展。对于像我们这样规模的公司，为主要零售商和服装制造商提供大规模自动化系统，我们通过将倍福作为标准平台而受益匪浅。”随着控制器和网络功能的增强，SDI可以继续设计和实施更多创新的邮袋分拣机和其他物料处理创新，以进一步优化当今配送中心的地板空间使用。

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