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智能制造系统

作为人机一体化智能系统,智能制造正成为第四次工业革命的核心引擎,推动传统制造向柔性化、智能化方向发展。

中冶南方自动化依托自身强大的技术研发实力和市场拓展能力,进军智能制造领域,为客户提供全方位的智能化解决方案,已成为国内智能制造领域的领军企业。

一、行业应用

      行业一:智能工厂

       基于物联网及信息管理技术的MES系统,极大的推动了离散制造企业走向数字化、自动化和智能化,提高了生产过程可控性,构建智能工厂,可实现:
       1. 生产设备联网管理

       2. 生产数据采集分析

       3. 柔性制造单元管理

       4. 制造过程执行管理

       5. 生产文档集中管理

       6. 高级生产计划管理

       7. 数控加工模拟仿真

 行业二 :工业机器人

      工业机器人在自动化生产领域的广泛应用,使生产模式由集中方式向分散方式的转变成为可能,产品同质化向个性化转变,推动实现实时优化且自我组织的产业链。

  1. 根据不同任务需求,可单独进行设计、编程及调试,确保工业机器人高效、精确完成既定任务。

  2. 可根据不同应用场地,提供拟人形机器人、机械手臂等不同形态工业机器人。

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       行业三:能源管理系统

       通过智能化的监控系统对工厂企业内的能源分配及消耗进行检测,以便相关人员实时掌握各项能耗情况,评估各项节能设备和措施的相关影响,提高整个工厂能源的合理开发、高效利用、优化配置。

       1. 支持多协议、多接口采集

       2. 能耗数据的展示和交互直观多样

       3. 系统开放,数据可备份

       4. 具有极强的系统安全性。

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二、典型案例

新冶钢智能测温取样

     机器人智能测温取样系统

1.系统概述:

       测温取样作为冶金行业钢水检测的重要环节,目前大多由人工完成,劳工强度大,工作环境恶劣,测温精度不高,取样成功率较低。采用机器人智能测温取样系统可完全替代人工劳工,提高测温取样精度及成功率,大幅度提高生产效率,并为企业实现全智能化生产奠定基础。

2.系统架构:

中冶南方(武汉)自动化有限公司自主研发的智能测温取样系统,采用先进的机器人技术,结合自动供料系统设备及先进的控制理念,充分利用机器人的灵活性驱动测温取样枪杆,配合自动供料设备进行测温取样及探头剔除更换,从而高效率,高精度的完成整个测温取样流程。

1)六轴机器人

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选用高端品牌铸造机器人,具有强大的运动控制功能,智能防碰撞功能,结构紧凑,回转半径小,软件系统先进,支持多种工业总线接口,模块化设计,维护方便,可满足不同负载的要求

2)自动供料装置

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   由测温供料仓,取样供料仓,链式机构,探头自动剔除装置以及电控系统等构成,装置外设置触摸式显示屏,具有显示自动供料设备运行状态,故障报警,自动/手动切换,装置自诊断等功能。可同时供给两种不同类型物料,在国内属首创。

3.系统特点:

1)机器人智能测温取样系统,中冶南方(武汉)自动化有限公司拥有完全自主知识产权。该系统率先采用机器人与自动供料系统紧密配合的一体式智能测温取样方案,其设计理念在国内处于先进水平。

2)该系统中的自动供料设备不同于“储物柜”式方案,而采用智能化水平更高的自动供料仓,可同时存放并供给两种不同类型的物料,在国内首创。

3)机器人智能测温取样系统各项指标在国内处于领先水平:

 钢水温度测成率≥95%;

 钢水取样成功率≥95%;

 探头自动装夹和拆除成功率≥98%;

 钢液面检测精度±20mm;

 探头插入钢液重复定位偏差≤10mm;

 单次测温、取样周期≤90秒;

 可存放探头数为测温和取样探头100个,取样探头50个,同时,探头数量可根据需要进行扩展。

4)在国内率先实现整个测温取样全流程智能化,完全取代人工劳动。

 

4.系统应用:   
   
机器人智能测温取样系统可根据具体要求,应用于RH炉,LF炉,转炉,电炉,连铸大包,铁水等测温取样。

 

应用案例:

1)湖北新冶钢有限公司转炉厂LF炉机器人智能测温取样

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2)神隆宝鼎智能物流系统

1.智能无人化天车系统

        中冶南方自动化为冶金、电力、港口、厂矿、交通等行业起重机提供全流程电气控制系统及自动化解决方案,无论是起重机控制系统总承、起重机升级改造(变频化、智能化),还是起重机自动仓储系统总承,中冶南方自动化均能提供驱动产品及一体化控制系统设计、编程、调试,助力企业提高生产效率及设备管理水平。


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2.无人化起重机自动仓储智能控制系统

 起重机自动化仓储系统将仓储管理、起重机控制两者相结合起来, 即将执行单元直接与管理单元相结合, 可以实现仓储信息管理、执行单元运行状态监视的自动化, 从而做到监视、管理、控制、执行为一体, 有效实现自动化仓储, 并可大大提高生产效率。

 

 物联网、人工智能等前沿技术的兴起,正推动着传统制造业向以智能工厂为载体、以关键制造环节智能化为核心、以端到端数据流为基础、以网通互联为支撑的智能制造模式转型升级。中冶南方自动化自主研发的智能物流管理系统,通过对天车的精准定位和自主控制实现了物料入库、出库、信息录入、行车吊运等自动库区作业,并根据智能规划算法研发出行车任务调度、路径规划、垛位分配等功能,在实现全过程库位跟踪的同时,有效提高了行车的工作效率、提升了产品质量、减少了安全隐患。

 

 投运前

酸轧下线钢卷行进至步进梁后,天车司机通过目测查看现场粘贴标签的位置来判断下线跨区,然后手动操作天车将钢卷吊运至库区的某一鞍座。而后,库管人员再进入库区找到下线钢卷,手工记录卷号和库位,再返回办公室后在PES系统录入完成钢卷入库。

 

 投运后

酸轧产线将下线钢卷信息(卷号、位置、重量、内径、外径、牌号、下道工序等)发送至智能仓储物流管理系统(WMS),WMS发送取卷指令,自动生成工单,择优选择天车,天车根据WMS的入库规则,将钢卷吊运至目标鞍座,WMS随即将库位信息、作业记录及时更新,并返回至产线PES系统。WMS还可以根据钢卷下线速度相应调整天车的运行速度,以实现天车的最佳运行效率。

 

本项目智能无人化天车系统主要用于项目工厂坯料跨、轧制跨区域的料卷转运控制和生产管理,包含坯料跨1#起重机、轧制跨2#、3#起重机的智能控制。轧制跨4#-6#预留智能改造接口。

系统主要包括地面智能库区管理系统、地面PLC控制系统、天车PLC控制系统、视频监控系统、安全防护系统,整个仓储系统要实现的主要功能有:仓储自动作业管理、天车自动调度管理、仓储自动组织管理、天车搬运路径最优化计算、自动配货/发货管理、车辆识别管理、钢卷可堆叠管理、天车位置实时跟踪管理、视频监控、安全防护、EXCEL导入导出、盘库/入库/出库检查、手机APP支持、车辆跟踪管理。

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软件结构

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入库作业作业流程

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系统构建及硬件配置

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      界面为神龙宝鼎智能物流库区管理系统主图形界面,基本按照现场实际格局绘制

 左侧竖向库区为胚料库,胚料库下方设置有危险区域标志

 胚料库天车动画为存储位A002与存储位R008之间物料抓取转存

 中间横向库区为轧制跨,右上方分布两个轧机位,每个轧机左右各分布3个存储位,轧机右下方位操作室区域,轧制跨右下方为铝箔分卷机区域
      轧制跨分布两台天车

 天车1动画为存储位a002与存储位e008之间物料抓取转存
      天车2动画为存储位e028与存储位f012之间物料抓取转存

 天车未抓取物料时无透明效果,当抓取物料后,天车为半透明效果,天车下方将展示物料图形,天车运行状态更为直观

 右侧图形控制面板可即时调整各类图元对象的显示与隐藏,各存储位状态颜色自定义等。

 

图形模块特点

       1.根据配置动态构建库区整体架构及天车、存储位分布细节。

       2.图形模块整体矢量图绘制,支持从宏观至细节无损、无限制缩放。

       3.主俯视视场与辅助平视视场联动,视场自由拖拽,平滑刷新。

       4.图元对象可视化交互,跟随鼠标快捷信息展示,图元对象配置信息快速查看,支持图形对象直观即时配置。

       5.图元对象状态实时、直观展示,可以自定义状态颜色、图元分类型展示或隐藏

 

图形模块构图基本原理

       1.根据配置信息收集图元矩阵区域、各类属性,采用图元对象自绘方式独立绘制不同位置、大小、类型、状态等图元单位。

       2.根据图元类型,按层级坐标系定位展示各类图元,并结合视图控制及刷新机制,实现图形化人机交互。

 

软件亮点
     
 1)).高度的灵活性及扩展性

以PLC等智能设备的扩展为例。采用驱动动态加载的方式,在界面配置了协议驱动库后,程序会对驱动库进行自动加载,无需为兼容新增的驱动协议再次开发,达到对智能设备接入的灵活扩展。

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2)).自动成图

    根据配置的库区、跨、存储位等信息,系统能自动生成实时画面,能对天车和物料进行可视化监控和操作。

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3)).配置可灵活修改并自动更新

  提供友好的UI界面对库区配置等信息进行配置,系统自动对配置信息进行在线更新,无需重新启动系统。

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4)).用户个性化设置

      用户可根据关注点,进行设置,生成视图,从而达到对关注点的实时监控。

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5)).信息显示图形化
     
通过曲线图等展现天车或物料的实时或历史运动轨迹,使信息展示更加直观。

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该智能物流系统的运行使得天车工作效率提高了30%,显著加快了物流节奏;改善了工人的劳动环境,降低了劳动强度,节省人力资源50%以上;同时提升了设备运行稳定性,延长了设备的维护周期。

     中冶南方自动化将抓住新一轮科技革命和产业转型的发展机遇,加强智能物流装备和智能物流信息技术的研发和创新,始终以最前沿的自动化技术和最先进的自动化产品,实现生产过程的自动化、信息化和智能化,为客户创造价值












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