智能化仓储系统的设计与研究

　　国网湖南省电力公司计量中心张辉国家电网公司明确电能计量工作的发展方向和发展要求是以“公平、公正、公开”为准则，以智能化、自动化、信息化为手段，实现计量资产的集中检定、集中仓储、统一配送、统一监督，达到“整体式授权、自动化检定、智能化仓储、物流化配送”的工作要求。在这一背景下，国网湖南省电力公司筹建了“四线一库一平台”用于对全省的计量资产进行管理。智能化仓储系统作为“四线一库一平台”

　　的核心设备，其先进的设计和应用将促进全省计量资产存储、检定、配送过程的集约化管理，全面推进全省计量业务应用的信息化、自动化、互动化、标准化建设。

　　国网湖南省电力公司目前总用户数约为1850万户，按照7年轮换周期，则每年轮换所需的电能表数量约为300万只，结合业扩新装的增长量及低压电流互感器与采集终端的用量，计量资产的年检定量不小于450万只。国网湖南省电力公司计量中心建设为全新生产场地，生产大楼形状呈L型，智能仓储库房设置在1楼。

　　整个智能仓储系统分为托盘库区和周转箱库区，托盘库区主要用于新到货计量器具未拆包前缓存；周转箱库区用于待检与已检待配送计量器具等存储。库存容量均以可储存的单相表数量计算，要求库区设计容量不小于80万只。

　　2智能化仓储系统的功能设计仓储系统规划功能区域：出入库区、废纸箱回收区、托盘库前作业区、周转箱库前作业区、托盘货架存储区、周转箱货架存储区、计量器具拆包装箱区、检定接驳区、仓储辅助设备（含电动叉车、手动叉车及其它工器具）摆放区等。

　　提高互感器检定工作效率。适量冗余和双任务设计，通过2条分支检定线能互为冗余互为备份，减少了清线的风险，提升了检定的可靠性和工作效率。

　　2管理软件互感器自动检定流水系统中的软件部分主要由检定系统管理软件、检定软件、控制软件等组成，构成检定系统管理平台，实现互感器检定作业的全过程自动化、智能化。软件平台作为低压电流互感器自动检定系统进行流程控制和检定策略制定的灵魂和大脑。它整合工业自动控制技术、三维仿真技术、人工智能技术、RFID物流技术，通过与互感器检定业务等紧密结合在一起，*大程度地实现自动检定流水系统的智能化与自动化，保证系统安全、可靠运行。互感器自动化检定管理软件平台采用模块化、层次化设计，将其结构分为数据接口交互服务模块、自动化监控模块、互感器检定模块和互感器信息管理模块4个软件模块。

　　软件平台采用标准化设计、模块化架构，具有良好的开放性、可管理性、可维护性和信息安全性，能够接收省级计量中心生产调度平台下达任务，执行检定检测，实现各功能模块要求；与仓储物流系统配合，交互物流信息，完成全过程的自动化运行；试验完成后，检定系统自动向生产调度平台上传数据信息；实现检定数据本地备份，检定系统能够调整运行方式，也可通过人工下达检定任务，设定某个特定单元的处理过程，实现单台装置控制操作；检定系统运行过程中，实时监控各个作业环节及设备运行状况，提供故障报警信号。

　　3结束语国网湖南省电力公司计量中心低压电流互感器自动检定流水系统不但能满足湖南省低电压电流互感器检定量35万只的需求，而且通过自动检定流水系统，促进了检定技术大跨步升级，大幅提升了其整体技术水平，降低了人工检定过程的人为干扰因素，提升了互感器检定工作的可靠性、准确性，提高了检定工作效率，为更大范围优化电能计量资源配置提供了技术支持方式。

　　大众用电2014/9电力仪器仪表3.3自动检定出库流程设计接收检定出库任务后，由堆垛机、输送机对指定货位栏的周转箱组进行搬运，由仓储系统穿梭车输送至相应的楼层检定出库输送线或人工检定台体。自动检定出库流梁程见。造新购计量资产入库设计计量资产采用纸箱包装，仓储系统有条伸缩输送线至计量配送车，采用自动入库的方式实现纸箱输送，在入库线体上设计RFID射频群读装置，对单箱资产进行核验。通过机器人自动码垛，输送系统可实现多品种（非同时）计量器具入库功能，且设计了设备故障时可进行人工码垛入托盘库的工位，此设计提升了新品入库操作的稳定性。

　　2.2托盘存储区域设计托盘货架区域设计2条巷道、2台堆垛机、4排货架，共有储位1064个，用于存放纸箱包装的新购计量资产。

　　按照全部存放单相电能表计算，共可存放53.6万只（1064 2.3计量资产拆包装箱设计拆包装箱区设置自动拆包、装箱系统和人工拆包、装箱工位，实现并行运行。自动拆包主要通过拆包机器人实现，此设计为全国省级计量中心自动化仓储系统建设的首创。通过设计自动开箱、机器人抓取装箱装置，取代传统的人工拆包装箱操作，大大提升了物流效率，减轻了人工劳动强度。

　　2.4周转箱存储区域设计周转箱货架区域设计4条巷道、4台堆垛机、8排货架，共有储位9000个，用于存放检定前和检定后待配送的计量资产。按照全部存放单相表计算，共可存放54万只（9000货位x5箱x12只=54万只）。

　　2.5检定接驳区域设计为提高物流输送效率，设计三工位穿梭车输送形式，实现仓储系统与自动检定流水线（单相智能电能表、三相智能电能表、低压电流互感器和采集终端）；设计单工位货叉型穿梭车实现与人工检定区校表台接驳工位的对接。

　　2.6合格计量资产配送出库设计在出库区域设计2条伸缩输送线至计量配送车，检定合格的计量器具从周转箱库通过自动输送设备直接输送至计量配送车。

　　2.7周转箱清洗线设计由于周转箱需往返于全省各地市单位，难以保持洁净，而电能表等计量设备需防尘，所以设计了周转箱清洗线体，用于批量清洗烘干计量周转箱，保持计量资产运载工具的洁净无尘。

　　3智能化仓储系统的工作流程设计新品入库流程设计新品入库流程（见）包括新品到货接收流程、空托盘组供给流程、机器人码盘入库流程、人工码盘入库流程及异常处理流程。

　　新品入库流程3.2拆包装箱流程设计计量资产检定前需要将纸箱包装改为周转箱承载。

　　拆包装箱流程（见）包括托盘垛拆垛流程、空托盘回收入库流程、纸箱拆包流程、空周转箱供给流程、自动装箱入库流程、废纸箱收集处理流程、人工装箱入库流程及异常处理流程。

　　拆包装箱流程自动检定出库流程3.4检定回库流程设计仓储系统接收检定回库的任务后，自动检定线接驳区域进行自动扫描码垛，人工检定台进行人工扫描码垛。

　　经过接驳区域的检定入库验证后，由穿梭车将组垛的周转箱运输至仓储区，再通过输送线、堆垛机将周转箱定位存放。检定回库流程见。

　　检定回库流程3.5配送出库流程设计配送出库包括周转箱形式配送出库流程和纸箱配送出库流程及拣选出库流程。仓储系统接收配送出库任务后，将符合配送条件的计量资产通过堆垛机、输送线自动出库，并可选择通过皮带自动传输至配送车内，或选择直接出库后人工纸箱打包配送。配送出库流程见。

　　配送出库流程4智能仓储管理系统设计智能仓储管理系统是数据处理的中心和监控调度的核心，运行于计算机网络系统与数据库环境下，实现对自动化立体仓储的统一管理和调度。该系统实现与生产调度平台和操作执行层的信息集成；实现企业的物流设备和系统的统一调度以及库存材料的统一管理和使用；实现作业计划管理、物料管理功能。

　　管理系统拓扑结构服务器包括数据库服务器和应用服务器，部署在生产调度中心机房。数据库服务器存储数据信息，应用服务器运行于应用服务程序，所有操作都设有日志，记录设备运行的每一个环节，并有自动恢复机制。对于网络、数据库中断或断电等故障，在系统恢复后可自行连接，各设备无需初始化，可立即恢复故障前的工作状态。服务器通过以太网交换机采用TCP/IP网络协议实现和客户端的通讯、与上位系统生产调度平台的通讯，利用数据库实现信息的传递。中央控制室中，各管理终端通过以太网交换机与数据库服务器通讯。

　　管理层通过以太网将作业命令传达给监控调度系统，监控调度系统将作业命令经过优化后分解为设备可执行命令，通过PROFINET工业以太网传达给控制系统，控制系统采用PROFINETRROFIBUS与物流系统中的所有自动化控制设备的IO通讯，控制设备的各个执行机构快速有效地运行。

　　管理系统开发、运行环境采用当今成熟的、先进的主流技术和实现平台，数据库采用Oracle11g数据库，管理系统和调度系统采用NET平台开发。因为主流操作系统Windows系列对上述所有开发平台和数据库系统都提供很好的支持，所以在服务器端采用WindowsServer2008操作系统，操作员操作终端采用微软公司WindowsXPProfessionalsp3简体中文版。

　　管理系统主要功能该系统主要有管理维护功能、计划管理功能、出入库作业功能、库存管理功能、统计查询功能等。

　　5智能化仓储系统的物流效率提升技术研究国网湖南省电力公司计量中心为提高计量器具物流效率，进而提高企业经济效益，降低物流成本，经对比国内其他省级计量中心的智能化仓储系统，主要进行了以下几点研究和改进：周转箱库使用的堆垛机设计为三板叉堆垛机，1次可以插取3个存储单元，提升了存储区域的物流运输效率。

　　中心研究设计了三工位穿梭车输送形式实现仓44大众用电2014/9 110kV变电站设备安装调试技术（5）110kV隔离开关安装调试技术（下）国网湖南省电力公司检修公司王中和刘卫东李晓武（接上期）隔离开关接地刀闸安装2.3.1GW4型隔离开关接地刀闸安装使三相接地开关均处于合闸位置（此时隔离开关主刀闸必须分闸到位），把接头用10x40圆头键固联在拐臂拉杆上。

　　把万向接头一端用10x50圆头键安装在中相操作接地开关拐臂拉杆中的传动轴上。

　　将CSA手力操动机构安装在操作方便的高度上，用10x50圆头键把摩擦联轴器装在CSA手力操动的输出轴上，截取适当长度镀锌钢管，一端插入摩擦联轴器上，一端插入万向接头中然后焊牢。调整摩擦联轴器使机构合闸到位，刀闸也相应合闸到位。

　　截取适当长度2段镀锌钢管与接头焊接在一起，调整接地刀闸三相连动杆及拐臂拉杆，使三相合闸同期性误差不大于10mm.）按CSA手力操动安装使用说明书安装电磁锁，观察电磁锁的动作是否正常，CSA手力操动机构内的辅助开关动作是否与接地开关分合位置协调。

　　（6）其它质量要求：各转动部位涂二硫化钼锂基润滑脂；转轴与轴套间配合间隙不应大于1mm；螺杆、螺母应完整，无锈蚀，公差配合适当；螺杆拧入接头的深度不应小于20mm；连接水平连杆时，操作小拐臂方向必须处于合闸位置。

　　2.3.2GW5型隔离开关接地刀闸安装将接地开关操动机构固定在基础支架相应的位置上。安装时必须注意：操动机构正面要便于操作人员检查接地开关分、合位置；安装高度同隔离开关操动机构。

　　将三相接地开关手动合闸（用绳将刀闸杆固定在支持绝缘子上，防止自由脱落伤人及损坏设备）。

　　将接头用M12螺栓、螺母固定在接地刀闸的U形支架上，再用连接管通过接头将各相接地刀闸连接起来焊接（点焊）。

　　接地开关的操作拐臂与机构连接轴在同一垂线上，将操作拐臂焊接在相间连杆上（点焊）。

　　手动操作接地刀闸机构，使机构合闸。

　　用拉杆将操作拐臂与机构轴连接起来。

　　2.4隔离开关调整先单相调试合格再三相联合调整；先手动调试合格再电动调试合格；先调试主刀闸合格后再调试接地刀闸；先调整操作相合格后再联调三相主刀闸。

　　储系统与自动检定流水线对接，采用单工位货叉型穿梭车实现与人工检定区校表台接驳工位的对接，提升了检定接驳区域的物流传输效率。

　　（3）中心为减轻人工劳动强度，加快新品物流效率，设计了纸箱自动开箱及自动装箱设备。自动开箱机在无人干预的情况下按规定自动执行开箱作业，开箱过程定位准确，对纸箱内包装表计没有伤害，具有高效、可靠、平稳的特点。自动装箱机器人在无人干预的情况下，能准确地将电能表从纸箱抓取并放入周转箱，定位准确。

　　6结束语国网湖南省电力公司计量中心智能化仓储系统设计是在大量学习国内已经成形的智能化仓储系统运行情况的基础上，结合省内计量资产全寿命周期工作情况而形成。目前该项目即将进入实施阶段，预计将于2014年12月建成，届时，湖南省电力公司计量资产集约化管理将迈入一个新的台阶。

　　大众用电2014/9