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西门子CPU模块6ES7511-1UK01-0AB0型号规格

更新时间:2024-05-08 07:10:00
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详细介绍

西门子CPU模块6ES7511-1UK01-0AB0型号规格

引言

隧道式灭菌干燥箱是制药行业用于玻璃容器进行灭菌干燥工艺的配套设备。在设计上吸取了国内外同类产品的**经验与技术,克服了我国目前生产的同类设备体积大、生产能力低、保温性能差、净化效果不良等缺点,适用于制药厂经清洗后的抗生素玻璃瓶、安瓿、黄圆瓶等玻璃容器的灭菌干燥箱的工艺过程。

工艺自动化设计

2.1 工艺描述

隧道式灭菌干燥箱主要由输送网带、加热箱体、净化装置、冷却排风装置、冷却箱体、电加热器、机械传动机构和电气控制系统等组成。

经超声波清洗设备清洗后的抗生素玻璃瓶、安瓿、黄圆瓶等玻璃容器通过传送装置运送至隧道式灭菌干燥箱的入口,通过输送网带的循环带动,将玻璃容器在经过预热、灭菌、保温三段加热区进行杀毒灭菌后,运送至下一级设备。

2.2 控制内容及功能要求

(1)手动启动。在自动启动按钮没有按下时为手动状态,此时,排风、冷却、进瓶、网带、保温、灭菌、预热按钮均可单独启动停止。超声清洗按钮在有水状态下即可启动,与自动/手动状态无关。无水状态下启动,会提示系统缺水故障。

(2)自动启动。按下自动启动按钮后为自动状态,冷却风机启动,延时设定时间后,进瓶风机启动,延时设定时间后,排风风机启动,延时设定时间后,预热加热启动,延时设定时间后,灭菌加热启动,延时设定时间后,保温加热启动,当预热、灭菌、保温三个温度同时大于三个温度设定下限时,网带电机启动,频率按网带电机速度下限设定频率运行,当三个温度均达到设定温度 + -15度时,网带电机按设定频率运行。

(3)急停控制。在运行过程中,当按下急停时,仅停止网带电机,松开急停时,网带电机继续运行。急停为常开点。

(4)自动停止。运行过程中,按下自动停止按钮后,仅停止网带电机,预热、灭菌、保温需手动停止,当三个温度都小于自动停止温度下限时,可手动停止排风、冷却、进瓶电机,否则不能停止。需再次自动启动时,按下自动启动按钮,系统按第3步自动运行。

(5)自动诊断报警。当自动运行启动后,如果三个加热在经过加热温度判断时间后,仍不能达到设定温度下限时,系统会提示报警;当排风温度一直大于排风温度上限,经过排风温度判断时间后,系统会提示报警;温度补偿为环境温度与传感器检测温度不一致时对温度传感器的补偿。补偿温度为-50度――50度之间。触摸屏上显示温度低显示温度为-50度,小于-50度时,显示会出现大于500的数据,同时温度控制器DTC提示出错,ERROR红灯亮。

(6)自动记录。温度曲线5分钟记录一次温度变化值,大记录为15000次,当大于15000次后,新的记录会覆盖早产生的数据,依次类推,数据曲线断电保持。

2.2.10 预热、灭菌、保温三个温度显示的当前值小于设定温度下限或大于设定温度上限时,系统会提示超限错误,同时在启动按钮的上面会显示桔红色的指示灯,提示超限。

台达自动化产品解决方案

基于台达台达机电自动化平台的控制方案如图1所示。

图1 控制方案简图

3.1 触摸屏工艺过程管理

HMI采用精致细腻的AE系列触摸屏,多种语言自由切换,大量图元图库,功能强大的在线、离线仿真功能,配方趋势及数据存储、打印功能可满足各种工艺需求,参见图2。

图2 主要控制画面

3.2 系统集成设计

ES系列PLC使用方便灵活,集成高速计数功能,扫描速度快,支持浮点运算,内置Modbus总线通讯方式。

M系列变频器,集成Modbus总线通讯口,简洁树型操作界面,迷你型外形;具有良好的转矩特性及速度调节精度。

DTC系列温度控制器,集成Modbus总线,高度的集成化,便于集成于控制柜内,设定简单,控制温度高。温度控制器自整定画面如图3所示。

快速的Modbus通讯,简化了PLC与变频器、温度控制器之间的繁琐接线,消除了常规控制方式所带来的种种不安全潜在因素,不需要改变任何接线的多模式自由切换方式使控制更为简单,信息的实时反馈确保系统可靠运行。

图3 温度控制器自整定画面

结束语

本系统采用了台达自动化集成解决方案。具有以下几大优点:

通过Modbus通讯控制方式,不但有效降低了成本、减少了客户工作量,而且为以后系统的扩展及更新提供了方便的条件。完善的故障检测功能,保证设备运行可靠。人性化的编程软件,给设备制造商软件开发工作带来了方便。新的控制系统不仅给OEM用户带来了成本优化,并且能更好的根据工艺的要求进行修改设计,进一步提高了设备商在行业中的竞争力。依靠台达大陆子公司中达电通强大的销售与售后支持网络,使用户的设备在任何地方均可享受快捷、便利、优质的售后服务。

前言


   物流的发展已有多年的历史,以往企业于物流上并无成本管理的意识,现在它却成为企业流程合理化的后一道关卡,而在经营战略上更是降低成本的重要关键性因素,视其为企业之第三利润來源。近年来又因随着网际网络、电子商务的冲击,例如美国大的网络零售书店 - 亚马逊(Amazon)网络收店的兴起,其不仅带起一股电子商务的热潮,更带起企业对物流机制的重视,因此物流已俨然成为一项热门的技术与话题。举凡与人们平日生活息息相关之行业,诸如便利超市通路业、3C 产业、电子商务B2C企业、连锁出版业、直销业、货运业…等,莫不致力于物流系统的投资与改善,目的即是要满足现代社会多样少量的需求型态,快速且即时的送货至客户手中,以提高客户的服务满意度。

   以企业财务之观点来看,物流作业的成本來自于运输、搬运、仓储、拣货等各种不同的作业成本,而根据统计,一件商品后售价的30% 是来自于物流的成本費用。而从物流的成本结构分析得知,其中拣货成本約佔了40%,此外拣货作业之直接相关人力的投入,亦约占了整个物流中心投入人力的50%左右;而在整体物流中心的作业时间当中,花在拣货的时间亦占了大約30%~40%。由此观之,不论从成本、人力,或者是时间的角度来分析,都显示了拣货作业的重要性。拣货的目的不外乎是要在有限的时间內迅速、正确的集结客户的订购內容,以缩短客户从下单到收取貨品的周期时间,同时能降低其相关的作业成本。因此物流中心如何规划及导入一套适当的拣货系统与设备,并作好合理的拣货作业管理,是一个相当值得研究的课题。

 

  一、 拣货作业的策略与方法

  拣货作业的策略与方法,一般可分为订单拣货(Order Picking ,By Order)、批次拣货(Batch Picking ,By Item),或者两者的混合运用。此外尚需搭配订单的分割、订单的批次汇整及订单的合流等策略的运用,方可将整体的拣货作业效率做适当的发挥。

1. 订单拣货:依客戶订单的订购內容,以一張订单为单位进行品项的拣取作业。此种拣货方法的优点有下列几项:
a. 系统在订单量增长方面的扩充性大,客戶订单数的增加不致影响设备之使用饱合性。
b. 订单拣货方式的应用,其拣货区与商品存放区可同时共用,系统不必如批次拣货般需要另辟一作业区域进行事后二次分类作业。
c. 系统之作业前置时间较短。
订单拣货方法的缺点则有下列几项:
a. 一次的拣取是以单张订单的品项来进行,整体而言其总行走距离较长。
b. 商品必须于拣货前全数定位到齐才不至于拣货过程中发生缺货情形。

2. 批次拣货(Batch Picking ,By Item):先将某一数量之订单汇整成一批次订单,再针对该批次订单进行总量拣 取,待拣货完成再针对该批次订单所拣取品项,依订购客户别进行二次分类。此种拣货方法的优点有下列 几项:
a. 一次拣出商品总量,可使总行走距离缩短,亦使单位时间之拣货量增加。
b. 由于批次拣货是以商品为作业角度,因此不需待欲作业品项全数到齐前即可进行二次分类作业,亦即批次拣货作业与二次分类作业可同时进行,以缩短批次的总作业时间。
c. 由于批次拣货是以商品的总量进行拣货,然后再进行二次分类作业,如此两阶段作业间可形成相互的稽核行为,使整体拣货作业之正确率提高。
批次拣货方法的缺点则有下列几项:
a. 对于客户订单并非同时集结至物流中心的型态而言,其必须累计一定数量的订单后,方可进行批次汇总拣货,如此较能达到作业的经济效益,但相对的亦会造成等待时间的浪费,使得作业之前置时间加长。
b. 批次拣货是以某一数量之客户订单集结汇总后,再以商品的总量进行拣货,因此其于拣货完成后,必须再进行商品的二次分类作业,方能完成客户订单的拣取。因此批次拣货需再搭配适当的分类 系统,方能完成商品的分类作业。
c. 对于库存型物流中心而言,若采用批次拣货作业模式,不论是否采用自动化设备来辅助分类作业,皆需再另备额外之作业空间,以完成二次分类作业。
d. 由于是采取批次汇总拣货后,再进行分类的作业模式,因此对于订单量大的物流中心,会因批次拣货的次数多,而使总作业时间增加,但若为了减少批次数量而增加每批次的客户订单数,则会使得二次分类的作业时间与困难度增加。
e. 此种作业模式会因客户订单数的增加,而使得所采用的拣货设备产能趋于饱合,需再多出另一批次作业,促使总作业时间的增长。

3. 订单拣货与批次拣货混合运用:先将客户订单之订购品项依系统逻辑进行分割,某些品项依订单拣货进行,其余则采批次拣货,后再进行订单合流。

   至于一个物流中心到底是采用订单拣货适当,或者是批次拣货合适,此尚需经过事前的详细分析与规划,而其考量的方向大致有,例如:物流中心的型式是属于库存型或通过型,商品的种类与特性、搬运的特性、储存单位、拣货单位、客户订单数据的EIQ 分析、商品的ABC 分类、以及是否有适当的仓储信息管理系统…等等,皆是重要的影响因素。当决定了适当的拣货策略后,更要再选择与导入合适的拣货逻辑方法与设备,方能将物流中心之拣货效率作适当的调整与发挥,进而达到物流中心之整体经营目标。

 

  二、 拣货作业之相关方法与设备


   根据物流中心的类型及采用之拣货策略大致可归纳出以下之拣货方法,但这些作法是属较为普遍的一般性应用,并非是性的应用:
1. 依拣货策略特性来区分,订单别的拣货策略,可采用摘取式的拣货作业模式。而批次别的拣货策略,则可采用播种式的拣货作业模式,而其中播种式又可分为先整批次拣货完成后,再行播种分类,或者是即摘即播两种。「即摘即播」顾名思义是当进行整批次的品项摘取时,一并进行该品项的客户需求分类作业。

2. 而若依所采用的拣货设备特性来区分,则可分为下列三种:
a. 人工拣货:完全采用人工方式,不藉由其它自动化设备的辅助。例如传统的看单拣货、贴标拣货…等。
b. 半自动化:此种设备需藉由人力的辅助操作,以达拣货作业的进行。此外依照人与设备间的互动关系,又可区分为下列两种:
(1) 人就物:物品放置固定不动,拣货人员需至物品放置处将物品拣出的作业方式。例如:电子标签辅助 拣货系统、拣货台车、掌上型终端机拣货…等。
(2) 物就人:此种设备的作业方式与人就物相反,拣货时作业者只需停驻在固定位置,等待拣货设备将欲拣取之物品运至面前的作业方式。例如:水平式或垂直式旋转料架、自动仓储..等。

3. 全自动化:由拣货设备的机械自动负责,无需人力的介入即可完成拣货作业。例如:自动分类机、A型自动拣货机、自动拣货流利架、拣货机器人…等。

   以下根据上述的分类方法,简略的介绍各项相关拣货设备及其应用方法,然本文只单纯介绍与拣货作业有关的相关设备,至于与拣货亦息息相关的储存设备,如各式各样的静态储存货架,或者是搬运设备,如堆高机、牵引车、输送带..等,并不在本文的探讨范围内。

  1. 人工拣货方法


a. 拣货单据:拣货单/出货单(Picking List / Shipping List)
此种拣货方式是为传统的拣货方法,拣货人员依据信息管理系统所打印出的拣货单或出货单,一次拣取一张或多张订单,自由地行走于货架间进行订购货品的拣取。拣货人员必须凭借着对拣区储位熟悉的记忆,并按单据上的数据进行作业。而其中都可因人员对于拣货资料的误读,不论是品项或数量,而使拣货的 正确率降低,特别是随着人员作业时间的加长。
   此传统的拣货方法可能较适用于每日订单数不多,或者每张订单的订购品项数不多,或者是所谓的少样多量的出货型态上。此外,在拣货单的设计上亦尽量以能让拣货人员易于辨识为原则。

b. 贴标拣货
   此种拣货作业是于拣货前先针对订单的订购品项按需求数量印出等量的标签,亦即一件或一箱货品即印出一张标签,一张客户订单的标签数即等于该张订单的总拣货件数。此外标签上已载明相关的拣货讯息与客户信息,拣货人员以此取代拣货单以进行拣货,拣取一件货品即以一张相对应的标签贴上,一方面可以标签上的信息与拣取的货品作比对确认,另一方面当该订单的标签全数黏贴完毕,即表示完成该订单的拣货作业,而该订单于总件数的正确性则可依此作某一程度的**控管。然此种拣货作业较适用于拣货单位为 箱的出货型态。

  2. 半自动化 - 人就物拣货设备


a. 电子标签辅助拣货系统
   在欧美一般称为PTL(Pick-to-light or Put-to-light) System ,在日本称之为CAPS(Computer Aided Picking System) 或者DPS (Digital Picking System) 。其主要是由主控计算机来控制一组安装在货架储位上的电子装置,藉由灯号与显示板上数字的显示,以引导拣货人员正确、快速的拣取货品。
电子标签若依硬件设计与应用之不同,可分为标准型与经济型两种。
(1) 标准型:在标签的面板设计上,除了灯号与按键外,尚有一可显示数量的LED 显示设计。而按键亦有双键式(确认键与缺货键)及三键式(确认键与可调整数量的上、下键)两种。一般标准型的电子标签较常用于出货频率高的商品储位,采用一对一方式,亦即一个电子标签只对应一个拣储位。但亦有应用于出货频率低的商品,采一对多方式,亦即一个电子标签只对应多个拣储位,而于拣货时LED上除了数量显示外,另有应拣储位代号的辅助显示。由于一对多的作业方式尚需拣货者的判断,可能会提高拣货的错误率,因此较适用于B , C级的商品。
(2) 经济型:与标准型的差别在于其只有灯号与按键的设计,无法显示应拣数量,因此硬件成本较低。而在拣货应用上则是数个经济型标签共同对应一个标准型标签,由标准型标签作为数量显示器。由于硬件成本较为低廉,且是采用一对一的方式运作,因此对于出货频率低的商品,亦可采用此项设备 ,以降低投资成本。而电子标签在拣货系统上之应用,依拣货作业方法之不同可分为摘取式(Pick-to-light) 与播种式(Put-to-light)两种。
(1) 摘取式:货架上安装的标签所对应的是商品,拣货人员依标签的指示,自货架上将商品取下。其在应用类型上有下列几种:
(a) 一人一单摘取:亦即一个拣货人员一次负责拣取一张订单,大部份拣货区采用重量棚式的储存货架,若安装电子标签,即是采取此种拣货方式。
(b) 接力式摘取:一个拣货人员只负责某一部份拣区的标签,当订单进入其负责区域,拣货员只针对其负责区域下,有点亮标签的品项拣货,当拣货完成则将该订单之拣货箱转传至下一个相邻区域的负责人继续该订单的拣货,而其则可进行下一张订单的拣货作业。因此一张订单在其拣货周期中是被不同拣货者接力来完成的。一般大部份拣货区采用流利架式的储存货架,若安装电子标签,即采取此种拣货方式。

重量棚与电子标签流利架与电子标签

 (2) 播种式:货架上安装的的标签所对应的是客户,拣货人员将批次汇总后之商品,依标签的指示,并分配至订购客户。其在应用类型上有下列几种:
(a) 接力播种:其整体之作业方法与接力式摘取相同,作业员只针对其负责区域下,有点亮标签的客户进行商品的分类作业,而一种商品则是在不同的作业者接力下来完成的。
(b) 通道播种:此种作业是将整个播种区域划分为数个信道,各个信道间是独立作业,彼此间不互相影响,而一个通道所函盖的客户即自成为一个批次。在理论上,一个通道完成所有品项之播种分类后,该通道则可继续另一批次不同客户的播种分类。

 b. 非实时型(Off Line) 掌上型终端机(Handy terminal )
掌上型终端机又可称为数据收集器(Data Collector),主要是利用轻薄短小的设备在作业现场依终端机的作业指示,来进行各项作业。一般掌上型终端机较常应用在仓储管理方面,例如进货验收、库存盘点、出货检核…等,或者应用在制造业生产在线的数据收集。

   其其在拣货作业上的应用,不论采用的是订单拣货或批次拣货,拣货人员只要遵守终端机上的拣货储位指示,至指定地点拣取应拣货商品,并可搭配掌上型终端机内附的条形码扫瞄器,作进一步的应拣商品确认,使得拣货正确率比传统的看单拣货更为提升,除此之外,拣货的动线亦根据订单的订购内容,作过适当的规划安排,并反应在指示上。

   掌上型终端机一般于作业前,需先至计算机下载拣货数据,待拣货完成后,再至计算机处将拣货结果上传至计算机。在拣货作业过程中终端机是不与计算机直接联机,亦即拣货的讯息不会实时回传至后台作业管理系统,因此其较适用于不需实时反应拣货讯息或者库存信息的作业上。

c. RF Terminal Picking / On Line
   这是另一种掌上型终端机,与前述之差别在于其利用无线电电通讯技术,让终端机本身能与后台的计算机系统,于作业过程中一直维持着联机状态,让彼此间的数据能做实时性的传输。

   一般RF终端机亦常应用在仓储管理方面,例如进货验收、库存盘点、实时性的补货、储位的调整…等。而其在拣货作业上的应用与上述非实时型掌上终端机相同,好处在于其能实时的反应订单的拣货状态,或者实时反应拣位上的库存状况,让补货作业更为实时,降低因补货不及致使拣货作业之延迟。

d. 拣货台车(Picking Cart)
   此设备是在拣货台车上装设一部控制计算机以及数个电子标签,而每个标签分别代表一张客户订单。一般而言,拣货台车较适用在批次拣货的策略上,利用即摘即播的作业模式,一次拣取多张订单,以提升整体作业效率。

   台车上的控制计算机会先将批次拣货数据作一佳路径计算,并藉由拣货讯息的显示,来导引拣货人员进行批次汇总的商品拣货作业,而于拣取某品项总量后,其会控制电子标签以显示该品项正确的分类信息,以 达即摘即播作业。

拣货台车与电子标签式

   由于拣货台车上的存放空间有限,因此较适用于产品体积小,且出货频率不高的B、C 级产品,例如CD、医药、化妆品、电子零件…等。此外,其亦可搭配无线网络卡,使控制计算机能于拣货过程中,实时的与后台管理系统联机,立即的反应当下之拣货情况,包含缺货或者是产品库存数量数据立即反应。

  3. 半自动化 - 物就人拣货设备 a. 垂直式旋转料架(Vertical Carousel)   垂直式旋转料架与立体停车场的作业原理相似,藉由控制器控制一组顺时钟或逆时钟旋转的货架,呈垂直面的旋转。通常整座设备的建置是往立体空间来发展,在既定的平面空间下,以增加储位数,并减少对平面空间需求,且整个设备几近密闭式的设计,只留一个出入口,拣货者即利用此出入口将货品拣出或者补入。一般而言,此种设备对于商品的保护性甚佳。   当拣货员欲拣取商品或进行补货时,只要将商品数据输入计算机,系统即会自动安排储位并将之送至出入口,以供人员作业。但通常出入口位置所看到的储位不止一个,而是一排储位,因此尚需计算机的指示辅助,方可作正确的存取。因此,本设备可于出入口处搭配电子显示装置,例如电子标签,使得货品到达出入口时,藉由电子设备的指示辅助,使拣货者能正确得知何者为欲拣货储位,以提高拣货的正确性。垂直式旋转料架示意图 b. 水平式旋转料架(Horizontal Carousel)   水平式旋转料架与前述的垂直式旋转料架在运作原理与应用上极为相似,不同的是水平式旋转料架所利用的是平面空间。此外,此项设备大都不采取密闭式设计,补货不一定只从固定位置进行,可从侧面进行。   水平式旋转料架与垂直式旋转料架相同,为了增加拣货的正确行性,可于正面出口处装设搭配电子显示装置,例如电子标签,称之为Light Tree,当料架转至定位后,藉由Light Tree 上的标签显示辅助,使拣货者能正确拣取应拣品项。水平式旋转料架与Light Tree


没有

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