Тенденции развития складов. Общие требования экономической эффективности, предъявляемые к складам как к объектам промышленного и транспортного строительства, приводят к коренной перестройке самого подхода к проектированию и созданию складов. Это вызвано развитием новых тенденций в организации складского хозяйства и значительным прогрессом в технологии складирования грузов и технических средствах оснащения складов.

С развитием промышленного производства все более проявляется влияние на его эффективность транспортно-складских и погрузочно-разгрузочных операций, что приводит к повышению требований со стороны производственной подсистемы промышленного предприятия, цеха, ГПС к складской и транспортной подсистемам. В связи с этим происходит совершенствование техники и технологии складирования и переработки грузов на складах, растут потребности промышленности, системы материально-технического снабжения, транспорта и торговли в более крупных и оснащенных современными средствами складах, экономически эффективных в эксплуатации. В соответствии с этими требованиями все более широко осуществляется механизация складов с помощью применения транспортных конвейерных систем, кранов-штабелеров. При этом сокращается продолжительность транспортных операций, необходимых для приема грузов на склад и выдачи их из склада, обеспечивается быстрый доступ к грузу. Складирование фузов на стеллажах дает возможность наиболее полно использовать объемы складов.

Основные тенденции развития техники переработки и складирования тарно-штучных грузов на складах следующие:

• применение высотных стеллажей для складирования грузов и кранов-штабелеров для их обслуживания;

• отказ от строительства многоэтажных складов, размещение складов в одноэтажных зданиях большой высоты;

• максимальное использование объема складского здания для хранения грузов;

• использование штабелирующих машин с поворотными и выдвижными грузоподъемниками, напольных электроштабелеров, способных высоко поднимать грузы, с полуавтоматическим и автоматическим управлением;

• применение специальных типов стеллажей для наиболее полного заполнения объема складов при хранении грузов: тупиковых, проходных, гравитационных, передвижных;

• широкое развитие пакетных перевозок грузов для комплексной механизации погрузочно­разгрузочных работ;

• детальная разработка технологии и организации складских работ;

• создание автоматизированных систем для транспортировки грузов внутри складов с использованием конвейеров, автоматических тягачей и тележек, напольных и подвесных транспортных роботов;

• комплексная автоматизация складов с использованием ЭВМ, работающих в режиме «он­лайн», т.е. в реальном масштабе времени.

Механизация складских работ является первым этапом, необходимым для реализации второго этапа, характерного для развития современных складов,— автоматизации складов. Автоматизация еще более увеличивает перерабатывающую способность складов и обеспечивает сокращение численности складских работников, снижает простои оборудования и персонала и себестоимость складских работ.

Особое развитие за последнее время получила автоматизация складских работ с применением ЭВМ. При этом автоматизируют как отдельные механизмы (краны-штабелеры и конвейеры), так и целые системы штабелирующих машин и конвейеров различных типов.

Для правильного создания гибких производств важными особенностями складов тарно­штучных грузов являются их укрупнение, увеличение размеров, числа мест хранения, количество подъемно-транспортных машин, размеры и числа перерабатываемых партий грузов. Применение автоматизации складских работ на складах с большой оборачиваемостью грузов обеспечивает наибольший экономический эффект.

Число вариантов складов по технической оснащенности, способам складирования, типам и параметрам складской тары, стеллажного и штабелирующего оборудования, по технологии сортировочных и комплектовочных работ, по уровню механизации и автоматизации, компоновочным решениям достигает многих тысяч почти в каждом случае проектирования.

По техническому оснащению зоны хранения грузов в автоматических складах ГПС основными можно считать следующие склады:

• с клеточными стеллажами и автоматическим стеллажным краном-штабелером (складским роботом);

• клеточными стеллажами и автоматическим мостовым краном-штабелером (мостовым складским роботом);

• гравитационными стеллажами и автоматическим стеллажным краном-штабелером (каретками-операторами);

• автоматические элеваторные; автоматические подвесные (на основе подвесного толкающего конвейера с автоматическим адресованием грузов).

В технологическом процессе механизированного и автоматизированного склада имеются два взаимосвязанных уровня: грузовые операции (перемещения грузов) и сопутствующая им переработка информации, обеспечивающая четкий ритм грузовых работ. Всего на складах насчитывают до 40 различных технологических операций (разгрузка, распаковка, сортировка, взвешивание, укладка в складскую тару, складирование, оформление документов и т.д.).

ЭВМ печатает на складах следующие основные виды документов: товарно-транспортные накладные; ярлыки приема грузов;

комплектовочные ведомости; приказы на отпуск грузов; ведомости принятых, выданных (за смену, за сутки) и имеющихся на складе грузов.

Грузы загружают на транспорт при помощи электропогрузчиков, кранов-штабелеров, конвейеров, перегрузочных роботов и манипуляторов или других механизмов и отправляют потребителям. Загрузку пакетированных грузов в большегрузные контейнеры ведет бригада грузчиков под руководством бригадира.

Бригадир распределяет груз внутри контейнера, руководствуясь погрузочным листом, который составляют на каждый контейнер. Для закрепления грузов в контейнере используют различные обвязочные ленты, проволоку, полипропиленовую сетку, зажимы, распорки и деревянный крепеж.

При приеме сырья, материалов, заготовок на автоматизированный склад осуществляют следующие технологические операции:

• разгрузка груженных поддонов с транспортного средства внутрицехового транспорта на приемное устройство;

• проверка соответствия фактически поступивших грузов по количеству и качеству сведениям, содержащимся в сопроводительном документе;

• ввод информации о поступивших грузах в ЭВМ;

• получение от ЭВМ на экране дисплея информации об общем количестве таких грузов на складе с учетом поступившего количества и адреса наиболее рационального расположения этого груза в стеллажах склада;

• подача команды автоматическому крану-штабелеру на установку поступившего груза на стеллажи (нажатием кнопки «Исполнение», если работой склада полностью управляют ЭВМ, или набором программы действия автоматическому крану-штабелеру на пульте оператора склада, если склад работает в автоматизированном режиме);

• сброс информации о поступившем грузе с дисплея одновременным вводом ее в долговременную память ЭВМ или оформление приема груза (при полуавтоматизированном учете грузов на складе).

При выдаче со склада полуфабрикатов и заготовок в производственную подсистему выполняют следующие основные технологические операции:

• получение сигнала с рабочего места в виде номера робототехнологического комплекса (РТК), названия, шифра и числа деталей, которые необходимо к нему подать, — при работе склада в автоматизированном режиме, и только номер РТК, запрашивающего заготовки,— при автоматическом режиме работы АСС;

• ввод поступившего запроса на заготовки в память управляющего вычислительного комплекса (на автоматизированном складе) или автоматическое поступление такого запроса в УВК — при автоматическом режиме работы склада;

• высвечивание на экране дисплея решения управляющей ЭВМ с адресом поддона с полуфабрикатами или заготовками, которые целесообразно выдать со склада на запрашивающий РТК (при автоматизированном управлении участком и транспортно-складской подсистемой);

• набор оператором после визуального контроля и согласия с ЭВМ команды автоматическому крану-штабелеру на выдачу поддона с грузом из адреса, появившегося на экране дисплея (на автоматизированном складе), или нажатие кнопки «Исполнение» — при автоматическом управлении в режиме «он-лайн» непосредственно от управляющей ЭВМ;

• выдача автоматическим краном-штабелером груженого поддона из заданной ячейки стеллажного хранилища на перегрузочное устройство;

• подача сигнала краном-штабелером о выполнении команды (загорается лампочка на пульте управления);

• ввод оператором в память ЭВМ сведений о выдаче груза определенного наименования из определенной ячейки (при автоматическом управлении складом непосредственно от ЭВМ это выполняется автоматически после отработки краном-штабелером заданной команды);

• ожидание поддоном, выданным из зоны хранения склада, подхода транспортного средства транспортной подсистемы ГПС (в случае использования циклических транспортных средств);

• автоматическая перегрузка поддона с заготовками с накопителя на транспортную подсистему ГПС.

Для механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ на складах применяют разнообразное подъемно-транспортное оборудование общего назначения, а также специализированное складское оборудование, специально сконструированное и выпускающееся для механизированных и автоматизированных складов тарно-штучных грузов.

По универсальному подъемно-транспортному оборудованию (электротали, краны, конвейеры и т.д.) сведения можно найти в справочниках.

Оборудование для механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ выбирают на основании разработанного технологического процесса складирования и переработки грузов. При этом во всех случаях предпочтение необходимо отдавать серийно выпускаемому промышленностью оборудованию.

12. Scada-системы

SCADA (аббр. от англ. Supervisory Control And Data Acquisition, Диспетчерское управление и сбор данных) — программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления. SCADA может являться частью АСУТП, АСКУЭ (Автоматизированная Система Коммерческого Учёта Электроэнергии - в соответствие новому стандарту ОАО «АТС», автоматизированная информационно-измерительная система — АИИС, обеспечивает коммерческий учёт электроэнергии), системы экологического мониторинга, научного эксперимента, автоматизации здания и т.д.). SCADA-системы используются во всех отраслях хозяйства, где требуется обеспечивать операторский контроль за технологическими процессами в реальном времени. Данное программное обеспечение устанавливается на компьютеры и, для связи с объектом, использует драйверы ввода-вывода или OPC/DDE серверы. Программный код может быть как написан на языке программирования (например на C++), так и сгенерирован в среде проектирования.

Иногда SCADA-системы комплектуются дополнительным ПО для программирования промышленных контроллеров. Такие SCADA-системы называются интегрированными и к ним добавляют термин SoftLogic.

Термин SCADA имеет двоякое толкование. Наиболее широко распространено понимание SCADA как приложения, то есть программного комплекса, обеспечивающего выполнение указанных функций, а также инструментальных средств для разработки этого программного обеспечения. Однако, часто под SCADA-системой подразумевают программно-аппаратный комплекс. Подобное понимание термина SCADA более характерно для раздела телеметрия.

Рис. 33. Пример реализации проекта в SCADA-системе

Значение термина SCADA претерпело изменения вместе с развитием технологий автоматизации и управления технологическими процессами. В 80-е годы под SCADA-системами чаще понимали программно-аппаратные комплексы сбора данных реального времени. С 90-х годов термин SCADA больше используется для обозначения только программной части человеко­машинного интерфейса АСУТП.

1. Основные задачи решаемые scada-системами

SCADA-системы решают следующие задачи:

• Обмен данными с УСО (устройства связи с объектом, то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы.

• Обработка информации в реальном времени.

• Логическое управление.

• Отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме.

• Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.

• Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.

• Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.

• Осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК.

• Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.). В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню MES.

Рис. 34. Операторский интерфейс, разработанный в SCADA

SCADA-системы позволяют разрабатывать АСУТП в клиент-серверной или в распределенной архитектуре.

2. Основные компоненты scada

SCADA-система обычно содержит следующие подсистемы:

• Драйверы или серверы ввода-вывода — программы, обеспечивающие связь SCADA с промышленными контроллерами, счетчиками, АЦП и другими устройствами ввода-вывода информации.

• Система реального времени — программа, обеспечивающая обработку данных в пределах заданного временного цикла с учетом приоритетов.

• Человеко-машинный интерфейс (HMI, англ. Human Machine Interface) — инструмент,

который представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору контролировать процесс и управлять им. Программа-редактор для разработки человеко-машинного интерфейса.

• Система логического управления — программа, обеспечивающая исполнение

пользовательских программ (скриптов) логического управления в SCADA-системе. Набор редакторов для их разработки.

• База данных реального времени — программа, обеспечивающая сохранение истории процесса

в режиме реального времени.

• Система управления тревогами — программа, обеспечивающая автоматический контроль технологических событий, отнесение их к категории нормальных, предупреждающих или аварийных, а также обработку событий оператором или компьютером.

• Генератор отчетов — программа, обеспечивающая создание пользовательских отчетов о технологических событиях. Набор редакторов для их разработки.

• Внешние интерфейсы — стандартные интерфейсы обмена данными между SCADA и другими приложениями. Обычно OPC, DDE, ODBC, DLL и т.д.

3. Концепции систем

Термин SCADA обычно относится к централизованным системам контроля и управления всей системой, или комплексами систем, осуществляемого с участием человека. Большинство управляющих воздействий выполняется автоматически RTU или ПЛК (Программируемый логический контроллер). Непосредственное управление процессом обычно обеспечивается RTU или PLC, а SCADA управляет режимами работы (рис. 35). Например, PLC может управлять потоком охлаждающей воды внутри части производственного процесса, а SCADA система может позволить операторам изменять уставку для потока, менять маршруты движения жидкости, заполнять те или иные емкости, а так же следить за тревожными сообщениями (алармами), такими как — потеря потока и высокая температура, которые должны быть отображены, записаны, и на которые оператор должен своевременно реагировать. Цикл управления с обратной связью проходит через RTU или ПЛК, в то время как SCADA система контролирует полное выполнение цикла.

The 5CAQA system leads the measured

Рис. 35. Система в SCADA

Сбор данных начинается в RTU или на уровне PLC и включает — показания измерительного прибора. Далее данные собираются и форматируются таким способом, чтобы оператор диспетчерской, используя HMI мог принять контролирующие решения — корректировать или прервать стандартное управление средствами RTU/ПЛК. Данные могут также быть записаны в архив для построения трендов и другой аналитической обработки накопленных данных.

4. WebSCADA

Под термином WebSCADA, как правило, понимается реализация человеко-машинного интерфейса (HMI) SCADA-систем на основе web-технологий.

Это позволяет осуществлять контроль и управление SCADA-системой через стандартный браузер, выступающего в этом случае в роли тонкого клиента.

Архитектура таких систем включает в себя WebSCADA-сервер и клиентские терминалы — ПК, КПК или мобильные телефоны с Web-браузером. Подключение клиентов к WebSCADA-серверу через Internet/Intranet позволяет им взаимодействовать с прикладной задачей автоматизации как с простой web или WAP-страницей. Однако на данном этапе развития WebSCADA еще не достигло уровня широкого промышленного внедрения, т.к. существуют сложности с защитой передаваемой информации. Кроме этого, реализация функций управления через незащищенные каналы связи противоречит соображениям безопасности любого промышленного объекта. В связи с этим, в большинтсве случаев Web интерфейсы используются в качестве удаленных клиентов для контроля и сбора данных.