物流系統(tǒng)電氣控制技術(shù)的發(fā)展研究

白東耀 趙亮

【摘 要】隨著物流行業(yè)發(fā)展，為了構(gòu)建高效的物流系統(tǒng)，要重視分析物流系統(tǒng)電氣及控制技術(shù)的發(fā)展，本文基于有效的工作實踐，對其進(jìn)行了具體研究，作為相關(guān)工作人員，在有效的分析與總結(jié)過程中要科學(xué)采取現(xiàn)代化技術(shù)，不斷提高技術(shù)運用能力，以此才能保證物流系統(tǒng)電氣控制水平不斷提高。

【關(guān)鍵詞】物流;電氣控制;技術(shù)分析

物流系統(tǒng)電子設(shè)備自動化是發(fā)展需要，也是新時期研究的重要部分，為了深入實踐，作為相關(guān)工作人員，要不斷加強專業(yè)水平，從而通過積極分析與總結(jié)，不斷構(gòu)建高效的物流系統(tǒng)體系，以促進(jìn)物流行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，具體工作實踐闡述如下。

1電氣自動化技術(shù)概論

可以說，電氣自動化是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的成果。所謂電氣自動化技術(shù)，是指在沒有人直接參與的情景中，通過利用相關(guān)設(shè)備操縱被控制的對象，使被操縱的對象朝著設(shè)定的目標(biāo)發(fā)展變化或者行動的過程。控制對象的操作設(shè)備和被控制的對象一起構(gòu)成了電氣自動化控制系統(tǒng)。將電氣自動化技術(shù)運用在企業(yè)生產(chǎn)過程中，不僅可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)的經(jīng)濟營收，還可以提高企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，減少對勞動型人力的需求，使企業(yè)朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展。而將電氣自動化技術(shù)運用到交通方面的話，可使整個交通管理系統(tǒng)更為智能，減少道路擁堵等事故的發(fā)生，減少車輛因管理問題而拖延的時間并且提高車輛出行的安全性。從側(cè)面來說也有利于我國物流行業(yè)的發(fā)展。

2電氣自動化發(fā)展史

2.1全控型電力電子開關(guān)時期

在上個世紀(jì)五十年代晶閘管出現(xiàn)，標(biāo)志了運動控制新紀(jì)元的開始。繼后出現(xiàn)了交流變頻技術(shù)和全控制式器件GTR等，即電力電子器件第二代。第三代器件包括IGBT和MGT這類復(fù)合型電力電子器件。而第四代器件則由功率集成電路PIC構(gòu)成。

2.2電路低頻向高頻發(fā)展

隨著電力電子器件的更新，變換器電路也隨之改變。在普通晶閘管時期，整流控制主要由直流傳動變換器完成。交流變頻傳動由交-直-交變頻器完成。在第二代時期，PWM變換器得到廣泛的應(yīng)用。PWM技術(shù)可以提高工作效率，并且減少高次諧波對電網(wǎng)的影響，可以改善電動機低頻轉(zhuǎn)矩脈動問題。

2.3交流調(diào)速理論發(fā)展

德國學(xué)者F·Blasche提出了交流電機磁場定向遠(yuǎn)離市，并得到德國大學(xué)教授Depenbrock的繼承和發(fā)展。教授D繼F·Blasche提出了直接轉(zhuǎn)矩控制思想，并將它推廣到了弱磁調(diào)速范圍。這一控制思想具有結(jié)構(gòu)簡單、思想新穎、信號處理物理概念明確的特點，屬于高靜動態(tài)性能的新型交流調(diào)速方法。

2.4通用變頻時期

通用變頻器是一種系列化、批量化和占市場量最大的中小功率變頻器，經(jīng)歷了由普通功能型U/F控制型到高功能U/F型再到高動態(tài)性能適量控制型的發(fā)展過程。

2.5單片機發(fā)展

由于占主導(dǎo)地位的MCS-51單片機的8位機功能簡單，指令短小，后來就有了適合大批量生產(chǎn)的PIC系列單片機的推廣和使用，其可靠性和保密性都非常高。

3電氣自動化技術(shù)的基本特點

3.1電氣自動化的綜合性

電氣自動化技術(shù)不僅僅適用于工業(yè)生產(chǎn)，更能夠應(yīng)用于日常生活多方面領(lǐng)域中，所以說電氣自動化技術(shù)是一項綜合性十分強的科學(xué)技術(shù)。在技術(shù)應(yīng)用的過程中，必須與實際需求相結(jié)合，在解決實際問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改良。由于現(xiàn)階段該技術(shù)的綜合性特點，往往在各個領(lǐng)域中都能夠應(yīng)用，所以他的行業(yè)覆蓋面較全面，想要進(jìn)行良好的應(yīng)用，相關(guān)的技術(shù)人員和設(shè)計人員必須擁有多方面的綜合知識。電氣自動化的綜合性特點，也大大促進(jìn)了社會經(jīng)濟的發(fā)展。

3.2涉及范圍廣

由于電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，從化工、醫(yī)學(xué)、工程建造到日常生活，都或多或少會見到電氣自動化技術(shù)的身影，這就要求該技術(shù)在應(yīng)用過程中，一定要根據(jù)不同領(lǐng)域的不同特點和需求，來進(jìn)行技術(shù)方面的調(diào)整和方案的改進(jìn)。但從另一方面來講，涉及范圍較廣，也導(dǎo)致了電氣自動化技術(shù)應(yīng)用的門檻較高，需要全方面設(shè)施都符合條件，從而達(dá)成一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，來適應(yīng)電氣自動化的應(yīng)用。

3.3電氣自動化技術(shù)的依賴性強

電氣自動化技術(shù)必須通過電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)才能夠?qū)嵤@也體現(xiàn)了其較強的依賴性。由于電氣設(shè)備的處理終端都是通過電子計算機進(jìn)行發(fā)布命令的，所以沒有電子信息技術(shù)，也就沒有電氣自動化技術(shù)。只有當(dāng)電子技術(shù)發(fā)展，才能夠進(jìn)一步帶動技術(shù)的發(fā)展。

4物流系統(tǒng)電氣自動化

眾所周知，物流系統(tǒng)是目前我國機械設(shè)備制造之中重要的組成部分，而物流系統(tǒng)是指將生產(chǎn)過程中所需要的原材料或?qū)⑸a(chǎn)完畢的物料，運輸至固定的倉庫，在機械設(shè)備之中擁有極大的作用，還會從根本上影響整個生產(chǎn)的效率與速率。在以往引入電氣自動化控制技術(shù)之前，通常情況下我國機械設(shè)備制造都是以人工操作的方式為主，不僅會導(dǎo)致運輸方式相對速率較慢，同時也會不同程度上導(dǎo)致人力或物力的無意義使用消耗。而在切實引入電子控制自動化技術(shù)后，這一現(xiàn)象和弊端被有效解決，不僅從根本上推動了生產(chǎn)效率的提升，還能夠在更短的時間內(nèi)幫助企業(yè)產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益，加速效益回籠，幫助企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)快速發(fā)展。

4.1 極強的環(huán)境適應(yīng)能力

所謂的電氣自動化技術(shù)，能夠因其自身的優(yōu)勢與能力，即使是不同需求、不同環(huán)境下的工作場景，都能夠發(fā)揮自身應(yīng)有的價值，尤其是在包括高溫、紅外線等惡劣極端工作環(huán)境下，電氣自動化技術(shù)依然能夠發(fā)揮其應(yīng)有的作用和價值，從而做到從根本上減少因環(huán)境所對工作人員造成的負(fù)面影響，這對企業(yè)減少人工成本，推動企業(yè)可持續(xù)化良性發(fā)展有著重大的意義。

4.2 控制精度高

電氣自動化技術(shù)的又一個典型優(yōu)勢在于，能夠?qū)ζ髽I(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)出的數(shù)據(jù)做出有效的管控，確保精確傳達(dá)每一個信息指令的同時，又能對設(shè)備做出精確微調(diào)。在生產(chǎn)的過程之中，所使用的設(shè)備精度、指令都不盡相同，而電氣自動化技術(shù)能夠切實采用不同的地址代碼做出控制，有效達(dá)到良好的電氣自動化調(diào)整的精確值。其技術(shù)還擁有良好、完善的交互功能，即使是不同區(qū)域的工作人員，也可以根據(jù)周期內(nèi)流水線所反饋出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享和交流，以此做到遠(yuǎn)程控制設(shè)備的同時，互相吸取對方在流水線上的經(jīng)驗，有針對性地調(diào)整自身的控制水平，實現(xiàn)更好發(fā)展。

5 PLC 立體倉庫堆垛機的控制系統(tǒng)

5.1 動作控制

堆垛機是物流系統(tǒng)中最為常見且最為實用的工具之一，而其在使用過程中的動作，主要包含以下幾類，即前后方向的高低速運動、升降運動以及伸縮運動。而堆垛機的控制，目前主要以電氣自動化的系統(tǒng)為主，而不同的堆垛機則需要建立在可變頻的不同參數(shù)機器之上，達(dá)到分別操控的目的。

5.2 定位控制

針對物流系統(tǒng)而言，速度并非整個工作中的第一要義，而準(zhǔn)確度才是評判物流系統(tǒng)優(yōu)劣的根本所在。以堆垛機為例，電氣控制技術(shù)對其準(zhǔn)確度有著較高的要求，其水平方向上的定位大部分是采用條碼定位器控制的，通常擁有3個槽型光電開關(guān)來落實，目前較為先進(jìn)的技術(shù)比如激光定位也應(yīng)用較為廣泛。上升計數(shù)槽型光電開關(guān)、下降計數(shù)槽型光電開關(guān)、提升區(qū)間槽型光電開關(guān)配合控制以達(dá)到垂直精確定位，也有采用垂直激光條碼進(jìn)行定位。計數(shù)槽型光電開關(guān)被認(rèn)址片遮擋一次就計數(shù)一次，提升區(qū)間槽型光電開關(guān)與上升、下降計數(shù)槽型光電開關(guān)配合控制貨叉取貨和卸貨的精確定位。

5.3通訊功能

之所以工作人員能夠通過電氣技術(shù)來對物流系統(tǒng)做出有效的改變，是因為其含有卓越的通訊功能，能夠在倉儲以及物流系統(tǒng)之中，通過監(jiān)控計算機對現(xiàn)場的設(shè)備如堆垛機等做出動態(tài)指令，實現(xiàn)自動化的運作并及時將信息做出回饋。

5.4保護功能

當(dāng)今物流系統(tǒng)之中的電氣控制技術(shù)，還能夠做到實時動態(tài)監(jiān)控內(nèi)部設(shè)備，能夠做到超速保護、超高保護、超寬保護等，使得以堆垛機為主的物流設(shè)備能夠流暢、穩(wěn)定地運作。

6電氣安全控制方式

在以往人工為主的物流系統(tǒng)之中，盡管目前設(shè)備的智能化程度相對較高，但仍然會不可避免地出現(xiàn)一定的安全事故，造成不必要的損失。而電氣控制技術(shù)下的安全輸入信號如保證開關(guān)始終暢通、緊急停止按鈕等，安全控制模板，即針對設(shè)備的PLC、安全繼電器等以及被控輸出元件，即接觸器、繼電器等三部分組成。使得安全信號能夠循序漸進(jìn)、依據(jù)需求輸入整個模塊之中。首先，使用普通繼電器搭建具有自鎖和互鎖功能的雙回路線路。能達(dá)到較低的安全等級。其優(yōu)點是成本低廉，缺點是維護和改造十分復(fù)雜，無法監(jiān)控。其次，將安全繼電器搭建良好的閉合回路。該方法的控制方式相對較為合理，并且能夠較大程度上保證安全，但其流水線元件較多的情況，難以適應(yīng)較大的線路。再次，使用安全PLC和安全總線進(jìn)行安全控制。在目前物流系統(tǒng)中的電氣控制技術(shù)而言，其同一條流水線通常擁有不止一個的處理器之間展開連結(jié)，而處理器之間會進(jìn)行不定期的校核，一旦出現(xiàn)不同的情況，會引發(fā)PLC報警信息，整個系統(tǒng)對系統(tǒng)做出監(jiān)控，如果出現(xiàn)了任何的不足和問題，PLC將會在第一時間切換至安全保護的狀態(tài)。而安全總線的系統(tǒng)，能夠適應(yīng)絕大多數(shù)目前我國企業(yè)對安全控制系統(tǒng)的安全校核。其原理是因為，在目前系統(tǒng)的流水線基礎(chǔ)上，在不破壞原有結(jié)構(gòu)的情況下，從而達(dá)到符合要求的安全等級。由于PLC具備多元化的優(yōu)點，成為目前最為重要的物流電氣控制技術(shù)的首選，但其成本仍然相對較高。最后，使用可編程安全繼電器進(jìn)行安全控制。它介于安全PLC和安全繼電器之間，即具有一定的可編程性，價格卻不是很高。

7物流自動化整體發(fā)展

目前，隨著我國互聯(lián)網(wǎng)信息科技力量進(jìn)一步發(fā)展的情況下，以電氣自動化控制為代表的自動倉儲將成為主流。

7.1管理自動化發(fā)展態(tài)勢

目前越多越的企業(yè)展開自主倉儲系統(tǒng)的研究與開發(fā)，力求找尋出更符合我國倉儲系統(tǒng)、物流需求的電氣控制自動化技術(shù)，以求更好提升企業(yè)的經(jīng)濟效益，帶來更多的便利與優(yōu)勢。

7.2物流管理智能化

除了在運作、工作的過程中保持高度的自動化、智能化以外，電氣自動化控制技術(shù)在管理層面也有著自身的優(yōu)勢與價值，能夠高效率地確定運輸?shù)淖罴崖窂脚c儲存的合理位置，并且自動化進(jìn)行篩選和分類，為后續(xù)的工作打下堅實的基礎(chǔ)。電氣控制自動化最大的優(yōu)勢還在于，能夠不受到人力資源的束縛，針對部分大型企業(yè)的物流系統(tǒng)而言，能夠做到二十四小時地運轉(zhuǎn)，達(dá)到最佳的物流效果。

7.3零庫存發(fā)展態(tài)勢

針對倉儲活動而言，最為重要的一點最終目標(biāo)即為零庫存。所謂的零庫存，可從下述兩個方面展開。首先，儲存與倉庫中的貨物近乎為0。其次，庫存設(shè)備以及勞動者的數(shù)量趨近于0。而后者的意義就是目前我國大力推動物流系統(tǒng)中的電氣控制自動化技術(shù)，其價值不僅僅是帶動企業(yè)的倉儲壓力下降，使得庫存貨量能夠得到有效的減少。而為了達(dá)到這一目標(biāo)，除了進(jìn)一步完善電氣控制自動化技術(shù)以外，還需要企業(yè)積極與客戶、中間商展開溝通，達(dá)到綜合化的效果。

8結(jié)束語

總之，新時期，隨著物流行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，自動化物流系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得有效進(jìn)展，在此過程中要提高對于物流電氣控制的重視，要不斷引入先進(jìn)技術(shù)，促使其不斷發(fā)展，從而為物流行業(yè)各項工作有效開展奠定良好基礎(chǔ)。

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（作者單位：遼寧工業(yè)大學(xué)）