智能装卸控制管理系统

一.                      系统简介

1.1                      系统概述

袋装商品流转过程中,一般通过传送带或皮带机在线装车,袋装商品发货计数系统在装车过程中起着非常重要的作用,由于普通袋装商品发货计数系统在准确性、安全性、灵活性等方面存在着一些问题,特别是目前市面上的计数系统在出现连包、停留遮挡时、断电等情况时,能准确计数,导致许多企业安装的袋装商品发货计数系统没法正常使用,甚至对目前市场上的袋装商品发货计数系统失去了信心。

这种环境下,公司针对当前袋装商品计数系统存在的诸多不足,根据企业在物流发货过程中的实际发货现流程及装车现状,专门开发出了一套功能完备、计数准确、方便灵活的袋装商品发货计数系统,完美解决了当前袋装商品发货计数系统存在的问题。


1.2                      技术特点

img1

装车计数系统技术特点


1.3                      解决的问题及相关方案

序号

问题

描述

解决方案

1

连包计数不准

传统的计数器在遇到传送带上有二包或多包相连通过的情况时,无法正确识别相连包数,造成计数不准确。

自主设计的多点智能分析对射探测器,多点检测通过传送带的商品,并智能分析包长及包通过速度,配合严谨的逻辑算法,以有效的检测和识别连包情况,准确判断出连包数量进行计数。根据我们现场实测,连续连3-5包以下时,实测准确率达100%

2

复杂连包不能计数或计数不准

传送带上有二包或多包相连通过时,由传送带的抖动,有时会出现连包后再分开(先连后分或两个单包通过前面检测器后又连在一起的情况(先分后连等复杂情况,造成多路探测器触发不一致的情况,导致计数不准,

多点智能分析对射探智能分析触发逻辑,根据包长及包通过速度、间,配合严谨的逻辑算法,完全可以识别先连后分、先分后连等各种连包情况,同是对在未端单包阻塞、连包阻塞等情况也能很好的识别与判断,准确的进行计数。

3

抗干扰功能差,有防误触发功能

干扰因素来自多个方面,其中最主要的是包通过探测器边缘时,由于抖动等原因,触发探测器后瞬间离开然后又重新触发,样会造成重复计数。再有就是有异物快速遮挡后离开,或者电磁干扰造成误触发等等,都会造成计数不准。

由于多点智能分析对射探测器具有包长及包通过速度的分析功能,探测器接收到的触发信号的状态与我们智能分析包通过的触发信号的状态不相符的,系统会智能忽略,效的避免了这些干扰因素造成的误触发,保证了计数系统计数结果的准确性。

4

自学习自适应功能

传统的计数器没有智能分析功能,以也不可能有自学习和自适应的功能。

多点智能分析对射探测器具用手动学习与自动学习相结合的功能,系统在首次开始使用的时候,以进行手动学习,在学习过程中系统会自动分析记录包触发逻辑、长、包运动速度及通过时间等参数,适应当前流水线的情况。同时,使用过程中,系统会不断的根据当前流水线的运行情况自动校正计数参数,需要人工干扰。

5

手动自检与系统自动自检

传统计数器只有简单的通、状态,以触发即计数,能判断出是故障还是触发,具有自检功能。

多点智能分析对射探测器由多路探测器协同工作,系统通过控制与检测多组探测器的发送、收状态,以有效的检测出系统故障或潜在的问题。系统在正常运行过程当中也会进行自检。并在自检到有故障时给出故障提示。

6

计数校验与备份

传统计数器只能进行简单计数,能判断故障也没有计数校验与备份功能。

多点智能分析对射探测器由多路探测器协同工作,多路探测器相互校验,在某一路探测器出现故障(如探测器污染或被散料遮挡等情况)时,此时系统使用其它探测器仍可正常计数,不影响生产,但会给出相应的故障提示,可以让系统在不中断工作的情况下检查排除一般故障。

7

停留或阻塞遮挡造成重复计数

当传送带停机后,包恰好停留在探测器位置时,计数器会重复计数。或者当系统重新上电后,前遮挡探测器的包不能被计算在总数内。

多点智能分析对射探测器只有检测到包正常通过时才会计数,连续遮挡系统会自动忽略,系统重新上电时,智能判断当前包的触发情况,上电即有包存在时,系统仍可以准确计数。

8

回退重复计数

当传送带停机后,有时候会出现未端包回滑情况,计数器会重复计数。或者当系统重新上电后,前遮挡探测器的包不能被计算在总数内。

多点智能分析对射探测器只有检测到符合正常触发逻辑的包才会计数,回退情况系统会智能判断并忽略,不会将回退的包进行计数。

9

断电不能记忆

    计数系统在计数过程中,在遇到意外断电时,能保存已计数信息,丢失已计数信息,电后无法实现在原计数基础上继续计数。

我们的计数系统为了保证能在意外断电等特殊情况下不丢失计数信息,我们在设计控制电路板针对此情况设计了后备锂电池,确保计数系统计数信息断电后不会丢失,来电后可以继续进行计数。

10

并线计数问题

    某些计数系统只能针对一条传输线或打包线进行计数,多条线并入一条传送带时,不能计数。

    计数系统支持多路计数信号输入,论几条生产线同时打包,并入同一计数系统计数,可同时控制多台打包称连动。时,在打包快完成的时候,提前停止部分打包线工作,防止多台打包线同时工作时,超出计划打包数量。

11

人机交互问题

传统计数器只有简单的计数显示与计数重置功能。

我们的计数系统配备了工业键盘与工业遥控器(选配),方便安全的进行操作,同时全程操作语音提示,备液晶屏LED大屏多屏显示功能,并可外接副屏及副音箱,方便打包处与装车处协同工作。系统输入接口除支持键盘手动输入外,还支IC卡,二维码、二代身份证读卡器等信息输入,并支持无线阅读设备的接入。

12

与其它设备连接与控制问题

传统计数器只能做为一个独立的系统进行时数,能与其它设备连接与计数。

我们的计数系统可以与任何厂家设备连接与控制,已实现与托利多打包称完美结合,同时与多种类型的皮带机实现了连动控制。

13

实时联网问题

非实时联网版计数系统不能实时与后台数据进行交互,主要通过单据IC卡传送装车信息,能进行实时时行权限验证,能实时上传装车状态等信息,能实时保存当前装车计数状态。

实时联网可以实时进行权限及状态和信息验证,包括验证理货员、司机料、装车数量等信息,不允许没有权限的人员操作或不符合条件的车辆进行装车。同时,以实时上传和保存当前装车线的实时装车信息,在后台实时显示各个装车线的装车情况,要包括:前车辆计划数量多少、装多少、余多少、该车开始装车时间、已时间、估计剩余时间等信息,方便调度、排队、统计等工作。


无人值守智能装卸系统是针对袋装货物打包、装车、码垛过程中,对货物进行准确计数时设计的一套完整的控制管理系统。解决了目前市面上计数系统在出现连包、停留或者阻塞遮挡、回退重复计数断电不能记忆并线计数等情况时,能准确计数的问题导致计数系统没法正常使用。

针对以上问题我公司自主研发多点智能分析对射探测器完美解决以上问题,同时根据货物打包、装车、码垛实际流程,过程增加了专门开发出了一套计数准确、功能完备方便灵活的智能装卸控制管理系统,完美解决了当前袋装商品发货计数系统存在的问题。


1.4                      产品性能

自主设计的多点智能分析对射探测器,多点检测通过传送带的商品,并智能分析包长及包通过速度,配合严谨的逻辑算法,以有效的检测和识别连包情况。同时,点探测器可以互为备份,同工作,极大提高了系统的可靠性与稳定性,具备较强的系统容错功能。对于由于环境或其它因素造成局部遮挡、系统故障等情况,自主判断出故障所在位置,维护人员可以在不影响正常计数的情况下,完成故障检查与排除。

计数器产品性能对照表

产品特性

第一代产品

第二代产品

第三代产品

第四代产品

探测器数量

1

2

2/3

4/6

可靠性

一般

很高

非常高

单包计数

连包计数

×

防误触发

×

断电记忆

×

联动控制

×

实时联网

×

包长切换

×

×

防停留阻塞

×

×

防回退触发

×

×

容错机制

×

×

×

冗余备份

×

×

×

在线检修

×

×

×

系统自检

×

×

×

自学习自适应

×

×

×


我公司的自主设计的计数器产品已申请实国家实用新型技术专利,三代计数器产品的发明专利也已被国家知识产权局受理并在审理过程中。


1.5                      功能特点

l                      具有广泛适用性

本系统适用行业:粮油、饲料、化肥、水泥等以袋装形式包装的行业,主要针对于有更高标准袋数统计要求的行业。同时,本系统可以有多种灵活的使用模式,以在线装车、脱机装车、传送带装车等方式,具有码垛等企业实际生产过程中的相关模式。


l                      具有准确计数的功能

本系统一是能彻底解决传统红外计数系统存在的连包、叠包计数不准的问题,理论上可以应10包以内连包;

二是对于装车过程中存在的各种细节均有完善的解决方案,比如设备断电、破损包、堵包、转移装车点、切换品种、需要双线、多线集中装车等情况。


l                      具有操作便捷的功能特点

由于许多工厂是在线装车,缓冲料仓受场地面积及布局的影响一般都比较小,以对打包及装车的实时性要求比较高,本系统在设计时就充分考虑到企业装车发货现场的实际情况,求本系统在使用时操作方便快捷,设计了专门为装车工人使用的遥控器,方便装车工人装车时操作本系统。时,们还设计了自动并线切换功能,需要多线装车与单线装车切换时系统能自动识别,保证系统的可靠性与准确性,简化了分、并线操作时的操作过程,极大提高了工作效率。


l                      具有方便各环节协同作业的功能

本系统在打包和装车工序安装LED屏及语音播报系统,在装车、暂停、补包、卸包、码垛等各个程序流程中实现语音播报,同时各设备具有连锁功能,便于装卸、打包协同工作,进一步解放理货员。


l                      具有监督管理功能

本系统具有装车点审核功能,确保来车在指定地点装卸指定品种的货物,防止串货等情况的发生;同时,可以对每一个设定时间段的数据进行记录、查询和统计等功能。


l                      与企业现有管理系统集成

可以与企EPR或一卡通系统集成,方便统一管理,并实现数据和资源的共享。


l                      具有灵活的适应性扩展性

本系统的所有硬件及软件均由我公司自主研发设计,根据客户现场情况及具体要求对系统进行修改和升级,即使以后企业的实际生产情况发生变化,们也可以根据企业的具体变化情况为企业扩展和升级本系统,避免对企业的前期投资造成浪费。



二.                      系统组成

2.1       系统结构

威德物流管理系——装车计数系统由管理控制软件与计数系统硬件组成,管理控制软件可以实现对所有计数系统进行通讯管理、参数设置、状态显示等操作,时负责与企业信息化系统进行数据交互操作,提供数据统计汇总、报表输出等功能。

装车计数系统拓扑图如下:

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装车计数系统拓扑图

2.2       系统组网方式

本系统运行时,与企ERP信息化系统连接,方便高效的实现数据共享,挥系统最大优势,降低操作工作量的同时,提高了发货准确性并避免了人为干预等方面的因素,提高工作效率。

与企业信息化系统连接有多种方式,一是通过以太网与企业信息化系统连接,现数据共享,还可以通过一卡通IC卡或其它数据载体进行数据共享,这种方式与通过以太网与企业信息化系统联接方式相比较而言,在灵活性与实时性都不如后者,所以我们建议采用通过以太网与企业信息化系统通讯的方式。

通过以太网与企业信息化系统连接,采用TCPUDP协议进行通讯,可以与服务器实时进行数据交互。针对不同的应用场景,们也提供了不同的组网方式。于在线装车系统而言,我们通过有线网络(CAT5电缆通讯,于移动皮带机等移动设备,们采用无线网络WIFI进行连接。

根据不同的客户需求,我们采用了灵活多样的身份认证方式,方便与企业一卡通或其ERP系统进行身份认证及数据交互。常用的IC卡认证,时还要可以根据需要使用二维码扫描仪或二代身份证进行身份认证及数据交互。


2.3       系统主要设备清单:

1)                      传送带与行车计数系统设备清单

序号

名称

品牌

型号

单位

数量

备注

1

物流计数控制器

威德

LSM-SC1001

1


2

多点智能分析探测器

威德

LSM-IR202SR

1


3

LED显示屏

威德

LSM-LED84R

1


4

号筒扬声器

天马

ATW-H508

1


5

IC/二维/身份证读卡器

威德


1

选配

6

工业无线遥控器

禹鼎

F21-4S

1

选配

7

控制键盘

威德

LSM-K12(W)

1


2)                      在线装车计数系统设备清单

序号

名称

品牌

型号

单位

数量

备注

1

物流计数控制器

威德

LSM-SC1001

1


2

/分线检测器

威德

LSM-SW01

1

选配

3

LED显示屏

威德

LSM-LED84R

2


4

号筒扬声器

天马

ATW-H508

2


5

IC/二维/身份证读卡器

威德


1

选配

6

工业无线遥控器

禹鼎

F21-2S

1

选配

7

控制键盘

威德

LSM-K12(W)

1


说明:

输入方式默认使用键盘输入,根据客户的具体情况及要求,可选IC卡读卡器、身份证读卡器或条码、二维码扫描仪。


三.                      系统接入方式

3.1       计数器系统组网模式

计数系统独立工作于一个专用的网络,根据现场具体情况,选用无线网络和有线网络,用计数器主机通过计数器专用网络与计数器应用程序服务器通讯。计数器主机与计数器服务器通过该专用网络组成了一个相对独立的子系统。

网络版的计数器系统需要与企ERP系统通讯,时进行数据交互。计数系统所有与企ERP系统进行通讯的工作均由计数器应用程序服务器来完成,计数器主机不直接与企ERP系统通讯。

计数器应用程序服务器与企ERP系统通讯采WEB Service方式与企WEB Service服务器进行通讯。提高网络系统的安全性,在计数器应用程序服务器与企WEB Service服务器之间加装硬件网络防火墙。

计数器网络系统拓扑图如下:


img3

计数器网络系统拓扑图


3.2       计数器系统ERP系统数据通讯

img4

计数器系统ERP系统数据通讯模型


EPR系统通过二维码打印机打印出带有身份等相关信息的二维码(或与身份证IC卡等身份认证载体关联二维码ERP系统内部客户单据关联。

装货时客户持二维码单据到装车处在计数器二维码扫描仪(或其它身份认证读取设备读取身份认证信息,计数系统通过计数器控制器主机将读取到的信息提交到计数器服务器,计数器服务器将该身份认证信息通过网络防火墙提交WEB Service服务器WEB Service服务器接收到相关信息后,与ERP系统内部数据进行核验,核验通过后将装车等相关信息返回给计数器服务器,然后,计数器服务器将相关信息返回给计数器控制器,计数器控制器接收到装车信息后进行装车操作。

3.3       网络安全问题

计数器系统采用有线网络与无线网络相结合的方式,增加计数设备的灵活性与方便性,整个计数器系统网络为一个相对独立的网络,所有ERP系统交互的数据均通过计数器服务器与企业内部WEB Service服务器进行通讯,所以,企业内部网络只需要开放唯一端口与计数器网络进行通讯即可。

在计数器服务器与企业内部WEB Service服务器设置硬件网络防火墙增加网络安全性,网络防火墙对流经它的网络通信进行扫描,只允许通过指IP指定端口的数据进行通信,强化网络安全。

为增加计数器无线网络部分,无线网络采用精细化访问控制策略,终端、身份等多维度准入机制确保合法终端才能接入;结合通信隧道、传输数据加密功能,有效防止网络数据被空中抓包、篡改。 



四.                      使用效果

一般情况下,装车发货现场的工作主要由理货员完成,目前理货员岗位普遍存在管理权限大、工作任务重、面临的问题复杂、相关责任大等问题。

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本系统安装后,可以降低理货员工作量,提高工作效率,将理货员从繁重的现场琐事中解放出来,并可避免人为操作出错等情形的发生,要体现在以下几方面:

1.       身份及装车流程核对:刷卡或身份证等认证介质的时候,动系统核对身份信息,同时判断该车辆是否符合装车流程(如是否已过皮重等身份不符或流程不符的车辆,允许装车;

2.       物料及装车位核对:身份及装车流程验证认证通过后,系统自动核对该装车位及该装车位正在装车的物料与该车辆计划的装车位及计划的物料是否匹配,不匹配时给出提示并拒绝装车;

3.       精确数量控制:信息验证正确后自动读取计划装车数量,在装车工人准备好后,按开始键开始装车(可使用遥控器动皮带机或打包称开始工作,对于在线装车系统,装车处与打包处同步提示,装车过程中精确计数并同步显示,达到装车计划数量自动停止装车,时可自动停止皮带机或禁止打包机继续打包;

4.       装车工人紧急控制:在装车过程中,装车常会出现需要移动车辆或装车工人来不急装车等需要暂停装车的情况,时装车工人只需要按暂停装车键(可使用遥控器即要暂停装车,时自动停止皮带机或禁止打包机继续打包,对于在线装车系统,装车处与打包处同步提示暂停装车的信息,打包工人处理好当前情况后,按开始键可继续装车。

5.       线/分线切换控制: 根据需要,对于在线装车系统,时会出现多条打包线打包,在同一条装车线上装车的情况,安装了并线/分线检测设备后,计数系统可自动将两条打包线合并计数,可方便快捷切换并线/分线装车模式;

6.       装车/码垛切换控制:在装车过程中,为避免溢料,装车暂停时,时会要求切换物流流向,时将打包的物料输送到码垛等方向,安装了并线/分线检测设备后,系统可自动暂停计数,当切换回装车方向时,系统自动开始继续计数。

7.       异常情形处理:在装车过程中,时会因特殊原因需要强中止或切换车道装车等情况,计数系统可以在经管理员管理卡确认后,强行中止在当前装车位的装车,可在切换到其它装车位上之后,在已装车数量的基础继续进行装车计数,保证在切换装车位时计数数据也不会丢失或出错;

8.       实时数据传输:计数系统与后台服务器实时通讯,在后台电脑上可以实时查看到当前所有装车线在装车情况,包括装车用时、装车进度、装车位工作状态等情况,方便统一调度与管理,可实时记录过程数据及装车数据,方便进行产量、货量及工人工作量等数据的统计汇总工作;

9.       工作状态同步显示与提醒:友好的屏幕显示与语音提示系统,各岗位同步提示,不仅方便各岗位协同工作,同时提高了效率工作,避免配合失误等现象的发生。

应用案例