智能仓库既节能又省钱

2015年4月5日

物料搬运行业发现,越来越多的技术适用于创造一个更有用、更高效的仓库环境。自动化仓库在很多方面节约能源;从AS/RS系统中的高效、轻便发动机、智能运动计算和再生电源,到所有节能方法中最简单的方法:关灯。

再生制动的愈合力
物理学原理认为,能量既不会被创造也不会被毁灭——它是被转化的。当一台自动化机器在运动时,当机器减速时,由这个运动产生的动能一定会流向某个地方。当堆垛起重机停止时,其动能转化为热量。在非再生制动系统中,热量会散失。再生制动是一项新兴技术,最近才被物料搬运行业吸收,它可以重新捕获这种能量,并用它为同一仓库内的其他机器供电。当电机,如推动AS/RS的类型,在一个方向上运行时,它将电能转换为机械能,可用于执行该机器的必要功能(例如沿着狭窄的通道延伸或到达高货架的顶层)。

再生制动系统设计电机向前运动,然后切换到反向运动,有效地产生热量,类似于孩子的恶作剧“仁慈烧伤”,一个人用双手紧紧握住另一个人的前臂,然后向相反的方向扭转,在手臂上产生热摩擦。对于AS/RS单元,这种向前,然后向后的运动允许电机通过将机械能重定向为电能,从电力转换器切换到发电机。为了使电机反向旋转并发电,车辆的动量必须是用于反转电机的机械能。

这在AS/RS系统中比在机动车辆中更棘手,因为与汽车在高速公路上行驶的时间相比,AS/RS单元的启动和停止时间非常短。尽管如此,AS/RS单元所需的能量比汽车低得多。利用AS/RS制动器发出的每一点热量,可以形成一个部分自我维持的系统,该系统利用机器的动量产生能量,然后将其反馈到系统中,为电机充电,而无需从外部电源大量借用。

控制软件,控制能源
再生制动也不只是在单个自动化单元中节约能源。如果在一个功能完备的自动化冷库中组织得当,在自动化单元中释放的热量通常会使冷库空间的温度不稳定,这反过来又会花费更多的钱来重新稳定。再生制动还可以在多个单元之间节约能源。有多台堆垛起重机的设施使用一台机器产生的能量为其他机器供电。回收的能量返回到工厂电网,用于照明、供热和冷却系统,并用于操作堆垛起重机。控制软件,如Mecalux Group的Galileo,使系统能够组织堆垛起重机的运动。这对起重机的上升和下降进行了计时和协调,使其使用最少的能量,一台机器的下降为另一台机器的上升或启动提供动力。

在有多台机器的大型安装中,伽利略确保每台堆垛起重机启动的时间与其他堆垛起重机不同。Mecalux在土耳其的Hayat安装就是该系统如何工作的一个很好的例子。由于仓库的总高度接近140英尺,堆垛机起重机同时移动两个托盘,因此它们可以承载大量的重量。将这些重物移动到如此高的高度所需要的能量是昂贵的。Mecalux找到了一种使安装效率最大化的方法。Mecalux西班牙机器人创新总监路易斯·埃斯科贝多(Luis Escobedo)说:“在这种情况下,再生是非常有利的,因为上升的东西一定会下降,下降的东西都能再生一定比例的能量。”如果上升的成本是100%,下降的成本是60%,那么上升和下降的成本只有40%。”

Mecalux Group的软件还设置了一个控制系统,可以连续计算每台机器到达任何位置所需的时间。为了尽可能多地节省能源,该软件试图让一台起重机的下降与另一台起重机的加速同步,最终降低能耗。启动一台机器是一个堆垛起重机执行的最昂贵的能量排出。Galileo软件可以预测Hayat装置中的15台起重机何时需要移动,分别启动它们,并利用其中一台起重机产生的动力来辅助下一台起重机;在15的循环中不断重复。同时启动15台机器几乎需要仓库拥有自己的核电站。

重金属
由于Hayat装置的高度和运输货物的重量,起重机发动机的尺寸最大化,以提高其效率。Mecalux想要更大的马达;电机越大,效率越高。它们能产生更多的能量,也能节省更多的能量,弥补了较高的标价,通常比普通发动机高出5%到15%。

另一种节省能源的方法是减轻发动机重量,而不是在AS/RS上安装一个更大的发动机。Escobedo解释说,将堆垛起重机的重量从31吨减少到26吨,电机启动所需的能量更少。启动机器比运行后移动机器消耗更多的能量,“当电机启动时,它消耗75千瓦,相当于大约90个微波在全功率下工作。一旦机器开始运行,它只需要2千瓦的功率,相当于3个微波炉全功率工作。”

光保护
埃斯科贝多补充说,创新工程并不总是必要的,以节省大量的能源在仓库。“如果你想减少能源账单,那就把灯关掉。”在自动化仓库中,将仓库空间暗化可能是最简单、最有效的节省资金和能源的方法。在传统的仓库中,工作人员用叉车从货架上挑选托盘,因此该区域需要照明。当仓库有50英尺高,灯在天花板上时,需要非常强大的灯来照亮这个区域,大约每107平方英尺700瓦。在完全自动化的仓库中,不需要灯光,因为堆垛机起重机可以在没有灯光的情况下工作。通常有应急灯;不过,它很少打开。仅这一调整就能对客户的电费产生最大的影响。

在照明方面,工业环境中LED灯的引入进一步节省了能源,因为LED灯消耗的能源约为普通灯的三分之一。与白炽灯相比,这种灯的启动速度也很快,白炽灯需要7分钟才能完全照亮。

更智能的机器、集成软件、更轻的电机和先进的照明是自动化仓库节省能源、金钱和环境的几种方式,同时提高存储空间的生产力。Mecalux不断改进其软件包,电机和机械设计,以满足客户的需求,并最大限度地提高其机器的效率。

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