Skala logistycznego wyzwania
Kluczowym wyzwaniem w obiekcie w Mansfield jest realizacja zamówień wysyłanych tego samego dnia (przy granicznej godzinie przyjęcia ustalonej na 20:00) dla asortymentu pochodzącego od ponad 1200 producentów. Przekrój gabarytowy towarów jest skrajnie zróżnicowany – od ciężkich transformatorów po mikroskopijne komponenty w foliowych torebkach.
Dotychczasowy system sortowania osiągnął górną granicę przepustowości i borykał się z problemami natury fizycznej – przy maksymalnych prędkościach najlżejsze elementy, w zależności od warunków środowiskowych i zawirowań powietrza, unosiły się nad taśmą i opuszczały tor transportowy. Brak możliwości dalszego skalowania wymusił gruntowną modernizację sprzętową.
Architektura układów sortujących
Firma EuroSort zaprojektowała i wdrożyła cztery zróżnicowane typy sorterów o łącznej długości torów przekraczającej 800 metrów. Wdrożenie porządkuje proces dystrybucji poprzez wyspecjalizowane moduły:
-
Sorter Single Split Tray: Zintegrowany z systemami goods-to-person (GTP) i odpowiedzialny za konsolidację zamówień. W godzinach szczytu operatorzy osiągają tu wydajność do 600 odkładanych pozycji na godzinę.
-
Sorter Dual Split Tray: Największa maszyna układu, zabudowana na trzecim poziomie antresoli o prześwicie zaledwie 4,3 m. Obsługuje około 30 000 pozycji na godzinę.
-
Sortery Cross Tray XL oraz Cross Tray: Przeznaczone do sekcji przesyłek przychodzących. Pozwalają na naprzemienną obsługę ciężkich skrzynek i detali. Uzupełnia je innowacyjna w skali globalnej technologia równoległej indukcji, zastosowana pilotażowo w tym projekcie.
Infrastrukturę domyka system wielopunktowych zsypów E-Sort. Pozwala on z jednego punktu zrzutu dystrybuować asortyment do 10 odrębnych lokalizacji docelowych, co znacząco zwiększa efektywność wykorzystania przestrzeni hali. Instalacja jednego z nowych sorterów odbyła się bezpośrednio nad działającym, starym układem, bez przerw operacyjnych.
Platforma sterowania i parametry sieci
Sercem automatyki dla całej instalacji jest platforma PC-based sterująca w czasie rzeczywistym, dostarczona przez firmę Beckhoff. System bazuje na przemysłowych komputerach C6030 z procesorami Intel Core i5 oraz oprogramowaniu TwinCAT 3. Narzędzie to umożliwia przypisywanie zadań do konkretnych rdzeni procesora, oddzielając szybkie zadania czasu rzeczywistego, takie jak sterowanie maszyną, od wolniejszych procesów, np. obsługi HMI.
Pozwoliło to zredukować czas skanowania sterownika do poziomu poniżej 300 mikrosekund – jest to warunek krytyczny dla niezawodnego wykrywania obiektów oddalonych o mniej niż 2 cm, poruszających się na transporterze z dużą prędkością.
W warstwie obiektowej wybrano sieć EtherCAT, która pozwala obsłużyć ponad 40 000 punktów wejść/wyjść (I/O) na największym sorterze bez ograniczeń typowych dla mniej wydajnych protokołów komunikacyjnych. Rozproszona struktura bazuje na modułach instalowanych bezpośrednio na ramie maszyny oraz terminalach na szynach DIN. Sieć podzielono na niezależne grupy synchronizacji oraz pierścienie redundancji.
Komunikacja w systemie integruje różne standardy:
-
OPC UA: Wymiana danych z systemem WMS.
-
EtherNet/IP: Obsługa kamer wizji maszynowej.
-
IO-Link (przez moduł EP6228-0022): Odczyt danych z enkoderów.
-
FSoE / TwinSAFE: Zintegrowana realizacja funkcji bezpieczeństwa bezpośrednio w sieci EtherCAT, obsługująca m.in. linkowe wyłączniki awaryjne o długości 100 m.
Dodatkowo, mechanizmy diagnostyczne pozwalają na rejestrowanie trasy każdego sortowanego przedmiotu do 30 dni wstecz.
Efektywność energetyczna i rozwój
W systemach napędowych zastosowano silniki o mocy typowo około 1 HP (ok. 0,75 kW). Łączne zapotrzebowanie na moc elektryczną do napędzania maszyny o długości torów przekraczającej 800 m wynosi poniżej 30 HP, czyli około 22 kW. W perspektywie cyklu życia systemu (10–20 lat) może to wygenerować oszczędności przekraczające milion dolarów w porównaniu z klasycznymi rozwiązaniami alternatywnymi.
W kolejnej fazie projektu holenderski oddział EuroSort pracuje nad wysokogęstościowym systemem konsolidacji zamówień, który ma zapewnić dziesiątki tysięcy lokalizacji obsługiwanych przez system i ponownie zmienić sposób realizacji zamówień w centrum Mouser. Docelowo nowe rozwiązania sortujące mają obsługiwać 100% wolumenu wychodzącego z obiektu.
Źródło: Beckhoff
Więcej na www.beckhoff.com
