Komputery przemysłowe w sortowni

Celem wykonywanego wdrożenia było zautomatyzowanie pracy oddziału firmy kurierskiej, której działanie obejmuje następujące etapy:

• przyjmowanie informacji od centrali firmy o przesyłkach przyjętych przez kurierów,
• przejmowanie paczek od kurierów i transportów z sortowni firmy,
• sortowanie paczek
• rozdzielane są one po części do lokalnych kurierów, po części do innych sortowni,
• wydawanie paczek z końcowym sprawdzeniem poprawności.

Dodatkowo automatyzacji podlegały:

• wysyłanie raportów do centrali na temat paczek, które nie dotarły do adresatów lub uległy uszkodzeniu w czasie transportu,
• zarządzanie przesyłkami nieodebranymi.

Podczas przyjęcia paczek od kurierów firma etykietuje je kodami RFID, dzięki czemu wszelkie ruchy paczek wewnątrz oddziału i między oddziałami firmy odbywają się na podstawie odczytu tych znaczników.

PROPONOWANA APLIKACJA

Centralnym miejscem całej sortowni jest szybki i niezawodny serwer, który poprzez sieć Ethernet steruje pracą punktów przyjmowania i wydawania paczek, udostępnia informacje o paczkach pracownikom firmy oraz wysyła odpowiednie raporty do centrali. Ze względu na liczbę przetwarzanych informacji i wymagane zabezpieczenia przed awariami konieczne było dobranie odpowiednio mocnego urządzenia. Serwer ten zbudowano w oparciu o wysokiej klasy podzespoły firmy Advantech. Sercem komputera jest płyta PCE-5124 wyposażona w mikroprocesor Intel Core 2 Quad i 4GB pamięci RAM oraz szereg wbudowanych interfejsów: 2×Gigabit LAN, VGA, 8×USB, 6×SATA i 6×RS232. Płyta wykorzystuje nowoczesny plater PCE-5B13-08A1E ze złączem PICMG 1.3, który bazuje na nowoczesnym złączu z szyną PCI-Express i liniami SATA, USB, NET, IPMI, SMBus oraz dodatkowymi podłączeniami prądowymi. Pozwala to zaprojektować plater z szeregiem złączy, dzięki czemu zmniejsza się liczba kabli wewnątrz obudowy. Jako obudowę urządzenia wybrano model ACP-4362BP zawierający wbudowaną kieszeń z własnym chłodzeniem na 6 dysków SATA. Cztery dyski zamontowano w konfiguracji RAID 5, a kolejne dwa służą do przechowywania kopii zapasowych archiwalnych danych. Dzięki funkcji hotswap w trakcie pracy systemu można wymieniać dyski. Praca dysków, sieci LAN, systemu alarmowego zasilacza i wentylatorów oraz sygnalizacja temperatury w obudowie są sygnalizowane diodami LED umieszczonymi na panelu czołowym. PCE-5124 zawiera zasilacz o mocy 400W.

PRZYJMOWANIE PACZEK Z CENTRALNYCH SORTOWNI

Na tym etapie rejestrowany jest fakt przybycia paczki. Lista przyjętych paczek przesyłana jest do serwera i tam porównywana z listą wysyłkową centralnych sortowni. Stanowiska te zbudowano w oparciu o energooszczędny komputer ARK-3384 z mikroprocesorem Pentium M/Celeron M. Cechą charakterystyczną komputera jest zintegrowana karta Wi-fi i komplet złączy audio. Do jednego z portów USB jest podłączony czytnik RFID odczytujący kody z dostarczanych paczek. Podłączony głośnik sygnalizuje błąd odczytu kodu RFID. Do wyświetlania komunikatów zastosowano mały wyświetlacz LCD podłączony bezpośrednio do wyprowadzonego na zewnątrz obudowy złącza LVDS. Dzięki temu wyeliminowano stosowanie układów elektronicznych towarzyszących zwykłemu monitorowi LCD. Ponieważ stanowiska te są częściowo ruchome, podłączenie do sieci Ethernet zrealizowano przy wykorzystaniu wbudowanej karty WiFi. Dzięki użyciu dysku Flash firmy SiliconSystems uzyskano dopuszczalny zakres temperatur pracy od –20°C oraz dużą odporność na wibracje (16,3gRMS) i udary (1000g).

PRZYJMOWANIE PACZEK OD KURIERÓW

Kolejnym elementem systemu jest punkt, gdzie potwierdzane jest przybycie paczki na postawie kodu kreskowego z listu przewozowego oraz naklejenie etykietki RFID generowanej na bieżąco przez system. Skanowanie kodów kreskowych odbywa się za pomocą komputera ręcznego Mars-1030. Fakt przyjęcia paczki jest przesyłany do serwera przez wbudowane złącze Wi-Fi. Następnie centralny system generuje etykietę z kodem RFID, a paczka jest przysyłana dalej na taśmociągi. Komputer Mars-1030 pełni rolę przenośnego terminalu danych. Jest wyposażany w procesor XScale typu RISC, wyświetlacz 3/4” z ekranem dotykowym o rozdzielczości 240×320 pikseli, skaner kodów kreskowych 1D/2D, głośnik, kartę WiFi, gniazdo dla kart SD/ CF/PCMCIA i baterię o pojemności 3000mAh. Komputer pracuje pod kontrolą Windows CE .NET. Pożądaną cechą na tym stanowisku jest też szeroki zakres temperatur pracy od –10°C do +50°C oraz zabezpieczenie przed pyłem, zgodnie ze stopniem ochrony IP54.

WÓZEK DO PRZEWOZU PALET I PACZEK O NIESTANDARDOWYCH WYMIARACH

W przypadku przyjęcia paczki nie mieszczącej się na taśmociągach, jest ona odbierana przez wózek widłowy i przenoszona bezpośrednio do punktu odbioru. Pracę operatora wózka wspomaga panel Trek-776, który po odczycie kodu RFID przez dołączony czytnik wysyła informację do systemu. System zwraca numer punktu odbioru paczek wraz z dodatkowymi informacjami lub uwagami. Potwierdzanie i nadawanie komunikatów odbywa się z wykorzystaniem dużego ekranu dotykowego, dzięki czemu komputer można obsługiwać nawet w rękawicach. Wybór Trek-776 był nieprzypadkowy. Komputer został zaprojektowany pod kątem montażu w pojazdach mechanicznych, charakteryzuje się odpornością na wibracje (do 3g) i udary (do 30g) oraz stopniem ochrony IP65 od frontu i tyłu. Spód panelu z interfejsami po założeniu pokrywy uszczelniającej charakteryzuje się stopniem ochrony IP53. Panel Trek-776 odznacza się zwartą konstrukcją i nie wymaga stosowania wentylatora. Zawiera mikroprocesor Celeron M lub Pentium M oraz ma ekran o przekątnej 12,1”. Wejście zasilania przystosowane jest do pracy z akumulatorem samochodowym. Unikalną cechą panelu jest funkcja cold-crank umożliwiająca uruchomienie komputera w momencie załączania samochodu, czyli wtedy, gdy wartość napięcia na akumulatorze znacznie spada (nawet do 6V). Jako pamięć masową zastosowano przemysłowy dysk Flash firmy SiliconSystems, charakteryzujący się szerokim zakresem temperatur pracy. Specjalny kontroler zapewnia jego równomierne zużycie i zabezpiecza go przed awariami – np. zanikiem napięcia zasilającego.

TAŚMOCIĄGI I WYDAWANIE PACZEK

Bezpośrednią pracą taśmociągów steruje osobny podsystem komputerowy, który otrzymuje z serwera listę paczek oraz przydzielonych im wejść i wyjść. Stanowisko wydawania paczek jest z kolei analogiczne pod względem sprzętowym do punktu przyjmowania paczek z centralnych sortowni.

STANOWISKO OPERATORA DO SPRAW NIETYPOWYCH

Operator pracujący na tym stanowisku jest wyposażony w komputer Mars-3100. Jest to mały, przenośny komputer odporny na wstrząsy, charakteryzujący się stopniem ochrony IP54. Jego sterowanie odbywa się przez ekran dotykowy oraz dodatkowe przyciski nawigacyjne. Na komputerze jest zainstalowana stosowna aplikacja pracująca pod kontrolą systemu Windows XP Embedded. Dzięki wbudowanej karcie Wifioperator może przemieszczać się po całym zakładzie i ma stały dostęp do informacji na serwerze.

KORZYŚCI Z ZAPREZENTOWANYCH ROZWIĄZAŃ

Urządzenia komputerowe zostały dobrane pod kątem technicznych możliwości wypełniania zadań oraz odpowiedniej odporności na warunki środowiskowe. Oprócz centralnego serwera każde z nich charakteryzuje się:

• konstrukcją bezwentylatorową,
• stopniem ochrony stanowisk mobilnych IP54,
• zwiększoną odpornością na wstrząsy i wibracje,
• szerokim zakresem temperatur pracy: od –30°C dla panelu Trek-776.

Pozwala to na ich pracę w różnych warunkach środowiskowych i zapewnia dużą bezawaryjność systemu, która wymagana jest w tego typu aplikacjach. Klient końcowy, czyli firma przewozowa, inwestując stosunkowo niewielkie środki finansowe, zyskała narzędzie optymalizujące pracę i eliminujące czynnik ludzki jako głównego sprawcę zdarzających się dotychczas pomyłek.