板卷庫無人化建設(shè)通用要求Generalrequirementsforunmannedworkshopofcoilwarehouse2025-02-06發(fā)布2025-03-06實施江蘇省市場監(jiān)督管理局發(fā)布I前言 12規(guī)范性引用文件 1 14系統(tǒng)組成 25起重機自動化控制系統(tǒng) 36地面自動化系統(tǒng) 47WMS倉儲管理系統(tǒng) 58系統(tǒng)主要功能和運行指標(biāo)要求 59安全要求 610驗證與檢驗要求 7參考文獻 Ⅲ木文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由江蘇省工業(yè)與信息化廳提出并組織實施。本文件由江蘇省鋼鐵及金屬新材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。本文件起草單位：南京科遠智慧科技集團股份有限公司、南京聞望自動化有限公司、江蘇省鋼鐵行業(yè)協(xié)會、江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份公司、江蘇省環(huán)境工程技術(shù)有限公司、江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院張家港分院、福建省特種設(shè)備檢驗研究院。木文件主要起草人：劉國耀、劉進波、陳洪冰、施海慶、劉華杰、楊孝豐、蔣莉、陳軒宇、錢品品、葉飛、1板卷庫無人化建設(shè)通用要求本文件規(guī)定了板卷庫無人化建設(shè)的系統(tǒng)組成、起重機自動化控制系統(tǒng)、地面自動化系統(tǒng)、WMS倉儲管理系統(tǒng)、系統(tǒng)主要功能和運行指標(biāo)要求、安全要求和驗證檢驗內(nèi)容與要求。本文件適用于鋼鐵、有色金屬板卷庫以及深加工企業(yè)的倉儲庫無人化建設(shè)，建材、化工等行業(yè)倉儲庫參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T3811起重機設(shè)計規(guī)范GB6067.1起重機械安全規(guī)程第1部分：總則GB/T21067工業(yè)機械電氣設(shè)備電磁兼容通用抗擾度要求3術(shù)語、定義和縮略語3.1術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。板卷coil金屬材料經(jīng)過一系列工藝形成的平板或卷筒狀材料。在特定的系統(tǒng)、環(huán)境或任務(wù)場景中，通過利用先進的技術(shù)手段，最大限度地減少或完全去除人員直接參與操作、干預(yù)或監(jiān)控等活動，從而實現(xiàn)相關(guān)流程、作業(yè)或功能自主、自動運行的一種狀態(tài)。用吊鉤或其他取物裝置吊掛重物，在空間進行升降與運移等循環(huán)性作業(yè)的機械。測距電纜distancemeasuringcable一種用于位置檢測和定位的高精度、高可靠性的工業(yè)自動化設(shè)備。將位置或者角度信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的測量器件。2智能夾鉗intelligentclamp配備了檢測各種吊運信號傳感器的夾鉗。根據(jù)搖擺數(shù)學(xué)模型或數(shù)學(xué)模型加監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過調(diào)速系統(tǒng)控制起重機或/和小車的運行速度，以減小起升載荷的擺動幅度。機器視覺在線檢測系統(tǒng)onlinedetectionsystembasedonmachinevision利用機器視覺技術(shù)實現(xiàn)車間生產(chǎn)線實時檢測和判別的系統(tǒng)。下列縮略語適用于本文件。HMI:人機界面(HumanMachineInterface)LAN:局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork)PLC:可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController)UDP:用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議(UserDatagramProtocol)UPS:不間斷電源(UninterruptiblePowerSupply)WMS:倉庫管理系統(tǒng)(WarehouseManagementSystem)4系統(tǒng)組成4.1板卷庫無人化系統(tǒng)組成板卷庫無人化系統(tǒng)包括起重機自動化控制系統(tǒng)、地面自動化系統(tǒng)、WMS倉儲管理系統(tǒng)。4.2起重機自動化控制系統(tǒng)組成起重機自動化控制系統(tǒng)包括起重機配電系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、防碰撞系統(tǒng)、智能夾鉗系統(tǒng)、防搖控制系統(tǒng)、庫位坐標(biāo)自動標(biāo)定系統(tǒng)、機器視覺在線檢測系統(tǒng)、起重機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。4.3地面自動化系統(tǒng)組成地面自動化系統(tǒng)包括運輸車輛智能裝卸車系統(tǒng)、智能圍欄控制系統(tǒng)、生產(chǎn)線對接系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系4.4WMS倉儲管理系統(tǒng)組成WMS倉儲管理系統(tǒng)接收生產(chǎn)管理系統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)計劃，對計劃進行調(diào)度排序，并通過網(wǎng)絡(luò)與起重機自動化控制系統(tǒng)、地面自動化系統(tǒng)進行通信。35起重機自動化控制系統(tǒng)5.1起重機配電系統(tǒng)5.1.1起重機配電系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)符合GB/T3811的要求。5.1.2配電系統(tǒng)相關(guān)的電氣設(shè)備具有抗電磁干擾能力，符合GB/T21067的要求。5.2PLC控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)各子站之間具備通信故障檢測和報警功能。5.3傳動系統(tǒng)5.3.1傳動系統(tǒng)包括大車傳動系統(tǒng)、小車傳動系統(tǒng)、主起升傳動系統(tǒng)。5.3.2大車傳動系統(tǒng)采用變頻驅(qū)動方式，變頻器額定功率應(yīng)至少高于大車電機額定功率兩個等級。5.3.3小車傳動系統(tǒng)采用變頻驅(qū)動方式，變頻器額定功率應(yīng)至少高于小車電機額定功率一個等級。5.3.4主起升傳動系統(tǒng)采用變頻驅(qū)動方式，變頻器額定功率應(yīng)至少高于主起升電機額定功率一個等級。5.3.5大車、小車和主起升變頻器與PLC控制系統(tǒng)采用現(xiàn)場總線通信，通信周期不大于100ms。5.4定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)包括大車定位系統(tǒng)、小車定位系統(tǒng)、主起升定位系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)定位系統(tǒng)，定位方式詳見表1。表1定位方式定位精度大車行程大于50m,采用測距電纜定位方式，在大車行程不大于50m,采用測距電纜或激光測距定位方式，在大車方向小車行程大于6m,采用測距電纜或激光測小車行程不大于6m,采用測距電纜或激光采用絕對值編碼器定位方式，在主起升方向配置兩套采用絕對值編碼器定位方式，在旋轉(zhuǎn)方向配置一套定誤差不高于1°5.5防碰撞系統(tǒng)5.5.1當(dāng)兩臺或兩臺以上的起重機械或起重小車運行在同一軌道上時，應(yīng)裝設(shè)防碰撞裝置。在發(fā)生碰撞的任何情況下，司機室內(nèi)的減速度不應(yīng)超過5m/s2。5.5.2防碰撞系統(tǒng)應(yīng)在大車運行左右方向安裝防碰撞裝置，防碰撞裝置應(yīng)具有連續(xù)距離檢測功能，檢測距離不小于50m。5.5.3防碰撞系統(tǒng)具備靈活設(shè)定減速間距和停車間距的功能。45.6智能夾鉗系統(tǒng)5.6.1卷類智能夾鉗系統(tǒng)具備旋轉(zhuǎn)角度、開度、對中、擔(dān)卷、夾邊、傾斜等狀態(tài)檢測功能。5.6.2板類智能夾鉗系統(tǒng)具備旋轉(zhuǎn)角度、開度、擔(dān)板、傾斜等狀態(tài)檢測功能。5.6.3夾鉗旋轉(zhuǎn)機構(gòu)應(yīng)采用變頻驅(qū)動方式。5.7防搖控制系統(tǒng)防搖控制系統(tǒng)應(yīng)采用電子防搖，擺動角度不大于0.5°。5.8庫位坐標(biāo)自動標(biāo)定系統(tǒng)具備庫區(qū)坐標(biāo)自動標(biāo)定功能。5.9機器視覺在線檢測系統(tǒng)機器視覺在線檢測系統(tǒng)具備打包帶斷裂、卷筒鋼絲繩脫槽等異常情況的檢測功能。5.10起重機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5.10.1起重機本體內(nèi)設(shè)備應(yīng)采用有線網(wǎng)絡(luò)進行通信，具備LAN局域網(wǎng)劃分功能。5.10.2起重機自動化控制系統(tǒng)與中控系統(tǒng)應(yīng)采用無線網(wǎng)絡(luò)進行通信，具備通信時的故障檢測功能。6地面自動化系統(tǒng)6.1運輸車輛智能裝卸車系統(tǒng)6.1.1運輸車輛智能裝卸車系統(tǒng)具備車輛出/入庫引導(dǎo)、庫內(nèi)車輛位置規(guī)劃、作業(yè)信息展示、人員及車輛安全保護等功能。6.1.2運輸車輛智能裝卸車系統(tǒng)具備車輛安全防撞功能。6.2智能圍欄控制系統(tǒng)6.2.1智能圍欄控制系統(tǒng)應(yīng)對庫區(qū)進行分區(qū)封閉管理，每個分區(qū)設(shè)置安全門、安全門鎖及操作按鈕盒等設(shè)備。6.2.2智能圍欄控制系統(tǒng)應(yīng)與起重機自動化控制系統(tǒng)進行安全聯(lián)鎖。6.3生產(chǎn)線對接系統(tǒng)生產(chǎn)線對接系統(tǒng)應(yīng)與生產(chǎn)線一/二級系統(tǒng)交互通信，獲取起重機在生產(chǎn)線吊運板卷時的聯(lián)鎖信息、板卷狀態(tài)鏡像信息等內(nèi)容。6.4視頻監(jiān)控系統(tǒng)6.4.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備起重機運行、物料出/入庫、人員和車輛作業(yè)等情況的監(jiān)控功能。6.4.2視頻數(shù)據(jù)保存時間不少于2個月。6.5中控系統(tǒng)中控系統(tǒng)應(yīng)配備操作員站、冗余服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)柜、電源柜、帶急停按鈕操作臺、監(jiān)控大屏、UPS電源等設(shè)備。57WMS倉儲管理系統(tǒng)7.1HMI人機界面7.1.1應(yīng)采用圖形化界而，顯示板卷位置變化的動態(tài)畫而，可顯示和查詢庫存信息、相應(yīng)庫位各編號起重機作業(yè)信息。7.1.2可通過畫面監(jiān)視起重機作業(yè)過程，包括移車、吊運物料。7.1.3可通過界面切換起重機模式、調(diào)整起重機執(zhí)行各個作業(yè)的順序。7.1.4應(yīng)顯示異常情況下的報警信息。7.2.1具備與上層系統(tǒng)的通信功能，獲取搬運計劃和反饋作業(yè)實績。7.2.2具備與下層系統(tǒng)的通信功能，生成及管理起重機作業(yè)任務(wù)。7.2.3應(yīng)采用基于網(wǎng)絡(luò)的通信方式，至少支持TCP、UDP、數(shù)據(jù)庫巾的一種方式。7.2.4具備與起重機自動化控制系統(tǒng)通信的雙向在線檢測報警功能。7.2.5具備與地面自動化系統(tǒng)通信的雙向在線檢測報警功能。7.3計劃管理和調(diào)度功能具備接收生產(chǎn)管理系統(tǒng)的作業(yè)計劃和調(diào)整計劃順序的功能。7.4起重機協(xié)同作業(yè)功能具備同一跨多臺起重機協(xié)同作業(yè)的功能，相鄰起重機之間位置距離應(yīng)不小于起重機減速停車的距離。7.5物料位置變動跟蹤具備物料位置變動實時跟蹤的功能。7.6數(shù)據(jù)存儲及查詢7.6.1應(yīng)采用數(shù)據(jù)庫方式進行數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)庫的庫存信息支持查詢及冗余備份功能。7.6.2存儲時間不低于1個月。8系統(tǒng)主要功能和運行指標(biāo)要求8.1系統(tǒng)主要功能規(guī)劃和智能調(diào)度，具體要求見表2。表2系統(tǒng)主要功能12防搖擺6表2系統(tǒng)主要功能(續(xù))3實現(xiàn)多臺起重機之間的避讓，可靈活設(shè)定減速間距和停車實現(xiàn)起重機與地面防碰撞，起重機可自動規(guī)45對庫區(qū)內(nèi)起重機運行、物料出入庫、人員和車輛出67多種操作模式起重機具備本地手動模式、遠程手動模式、8路徑規(guī)劃起重機按照設(shè)定路線移動，避開安全通道及9智能調(diào)度支持同跨多臺起重機同時作業(yè)，在生產(chǎn)工藝允許的范圍內(nèi)優(yōu)化調(diào)整計劃執(zhí)行順序，合理調(diào)8.2系統(tǒng)運行指標(biāo)要求系統(tǒng)運行指標(biāo)要求包括庫區(qū)全自動投入率、計算機系統(tǒng)運行的系統(tǒng)平均負荷率、PLC的CPU負荷率、起重機安全聯(lián)鎖功能、起重機定位系統(tǒng)誤差、控制無線網(wǎng)絡(luò)丟包率、吊具防搖擺動角度，具體要求表3系統(tǒng)運行指標(biāo)內(nèi)容1排除機械故障、檢修、物料異常等導(dǎo)致的人工操作后，庫區(qū)全自23PLC的CPU負荷率456不高于0.1%7吊具防搖擺動角度不高于0.5°9安全要求9.1限位保護9.1.1應(yīng)具備大車運行硬限位保護、軟限位保護及相鄰間起重機防撞保護。9.1.2應(yīng)具備小車運行硬限位保護、軟限位保護。9.1.3應(yīng)具備主起升運行硬限位保護、軟限位保護。9.1.4應(yīng)具備智能夾鉗運行旋轉(zhuǎn)角度限位、開閉位置限位及傾斜角度限位等保護。79.2行車設(shè)備故障檢測9.2.1應(yīng)具備變頻器故障檢測功能。9.2.2應(yīng)具備大小車、主起升定位設(shè)備故障及通信異常檢測功能。9.3.1當(dāng)起重機有碰撞、板卷掉落等風(fēng)險時，起重機自動化控制系統(tǒng)和WMS倉儲管理系統(tǒng)具備主動發(fā)起急停的功能。9.3.2現(xiàn)場和中控室人員作業(yè)區(qū)域應(yīng)配備起重機急停按鈕。9.4.1配備智能圍欄對起重機作業(yè)區(qū)域進行封閉，人員進入作業(yè)區(qū)域后禁止起重機在作業(yè)區(qū)內(nèi)作業(yè)。9.4.2具備地面聯(lián)鎖保護功能，確保地面生產(chǎn)線設(shè)備聯(lián)鎖后，起重機執(zhí)行對應(yīng)自動流程。9.4.3具備人員安全保護功能，實時反饋人員闖入、智能圍欄控制系統(tǒng)安全門打開、運輸車輛闖入等異常情況。9.5數(shù)據(jù)異常檢測9.5.1應(yīng)具備大車定位數(shù)據(jù)異常檢測報警功能。9.5.2應(yīng)具備小車定位數(shù)據(jù)異常檢測報警功能。9.5.3應(yīng)具備主起升定位數(shù)據(jù)異常檢測報警功能。9.5.4應(yīng)具備智能夾鉗定位數(shù)據(jù)異常檢測報警功能。9.6操作模式優(yōu)先級起重機操作模式優(yōu)先級從高到低依次為本地手動模式、遠程手動模式、等待模式、自動模式。10驗證與檢驗要求10.1驗證內(nèi)容與要求10.1.1.1驗證無人化建設(shè)是否滿足8.1中系統(tǒng)主要功能和8.2中系統(tǒng)運行指標(biāo)要求；10.1.1.2驗證各系統(tǒng)之間的匹配性、適應(yīng)性、可靠性、10.1.2.1試驗前應(yīng)編制驗證任務(wù)書和驗證大綱，明確驗證要求、驗證內(nèi)容、驗證方法以及相應(yīng)的質(zhì)量保證要求、安全要求等。10.1.2.2驗證原則應(yīng)按先單機靜態(tài)驗證再單機動態(tài)驗證的順序，先單機功能驗證后系統(tǒng)驗證，先系統(tǒng)驗證后無人化驗證的順序進行。10.1.2.3無人化驗證時，無人化各系統(tǒng)采用的各種組成、部件、材料、檢測裝置、控制軟件等均應(yīng)經(jīng)過鑒定或有合格證。10.2檢驗內(nèi)容與要求檢驗內(nèi)容應(yīng)包括限位保護、故障檢測、防撞保護、急停保護和地面安全，具體檢驗項目、檢驗方法、判8定要求詳見表4。表4檢驗內(nèi)容與要求類別檢驗項目1限位大車保護1)左停止硬限位的要求)的前提下，模擬觸發(fā)左停止硬限位、右停止硬限位、左減速硬限位、右停止硬限位1)信號反饋及報警正常2)左停止硬限位觸發(fā)，大車不能向3)右停止硬限位觸發(fā)，大車不能向4)左減速硬限位觸發(fā)，大車只能向5)右減速硬限位觸發(fā)，大車只能向21)左停止軟限位位、右停止軟限位1)信號反饋及報警正常2)左停止軟限位觸發(fā)，大車不能向3)右停止軟限位觸發(fā)，人車不能向4)左減速軟限位觸發(fā)，大車只能向5)右減速軟限位觸發(fā)，大車只能向31)左停止防撞限位撞限位、右減速防撞限位1)防撞數(shù)據(jù)反饋及報警正常向左運行，可以向右全速運行向右運行，可以向左全速運行向左一擋速運行，可以向右全速向右一擋速運行，可以向左全速4小車保護護1)前停止硬限位的要求)的前提下，模擬觸發(fā)前減速硬限位、右停止硬限位1)信號反饋及報警正常2)前停止硬限位觸發(fā)，小車不能向3)后停止硬限位觸發(fā)，小車不能向4)前減速硬限位觸發(fā)，小車只能向5)后減速硬限位觸發(fā)，小車只能向9類別檢驗項目5限位小車軟限1)前停止軟限位位、右停止軟限位1)信號反饋及報警正常2)前停止軟限位觸發(fā)，小車不能向3)后停止軟限位觸發(fā)，小車不能向4)前減速軟限位觸發(fā)，小車只能向5)后減速軟限位觸發(fā)，小車只能向6限位保護1)上停止硬限位GB/T6067.1—20109.2.1的要求)的前提下，模擬觸發(fā)上停1)信號反饋及報警正常向上運行，可以向下全速運行向下運行，可以向上全速運行4)上減速硬限位觸發(fā)，主起升只能向5)下減速硬限位觸發(fā)，主起升只能向下一擋速運行，可以向上全速運行7限位保護1)上停止軟限位的前提下，模擬觸發(fā)上停止軟限位、下停止軟限位、上減速軟限位、下減速軟限位1)信號反饋及報警正常向上運行，可以向下全速運行向下運行，可以向上全速運行4)上減速軟限位觸發(fā)，主起升只能向5)下減速軟限位觸發(fā)，主起升只能向下一擋速運行，可以向上全速運行81)開到位硬限位饋正常(運行行程限位器應(yīng)滿足GB/T6067.1—2010中限位、旋轉(zhuǎn)正向硬限位、旋轉(zhuǎn)反向硬限位1)信號反饋及報警正常能打開，智能夾鉗可以關(guān)閉能關(guān)閉，智能夾鉗可以打開類別檢驗項目9限位1)開到位軟限位常的前提下，模擬觸發(fā)開到位向軟限位、旋轉(zhuǎn)反向軟限位1)信號反饋及報警正常能打開，智能夾鉗可以關(guān)閉能關(guān)閉，智能夾鉗可以打開檢測檢測1)大車變頻故障障、小車變頻故障、主起升變頻故障、旋轉(zhuǎn)變頻故障1)信號反饋及報警正常升變頻器故障代碼，主起升流程動檢測1)大車變頻通信故障1)信號反饋及報警正常車變頻器故障代碼，大車流程動作3)小車變頻通信故障觸發(fā)，反饋小車變頻器故障代碼，小車流程動作轉(zhuǎn)變頻器故障代碼，旋轉(zhuǎn)流程動作定位數(shù)據(jù)定位數(shù)據(jù)跳變檢測(大夾鉗定位數(shù)據(jù))正常的前提下，斷開定位數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，模擬數(shù)據(jù)異常位置檢測數(shù)據(jù)方向錯誤檢測(大夾鉗定位數(shù)據(jù))正常的前提下，斷開位置檢測設(shè)備的通信線路，驗證是否能夠檢測到通信錯誤，再恢復(fù)通類別檢驗項目檢測位置檢測檢測心跳檢測(大車、小車、數(shù)據(jù))在檢驗過程中吊鉤位置處于駕式，A通信正常的前提下，屏蔽心跳數(shù)據(jù)的采集，驗證是否心跳防撞重機上需要有操作人員配合按下急停開關(guān)，防止意外情況發(fā)生的前提下，手動生成起重機自動作業(yè)計劃，起重機大車正常運行至減速距離內(nèi)，查看起重機大車是否減速至一擋