浅谈江苏油田石油地质岩芯库自动化立体仓库系统的建设.docx

浅谈江苏油田石油地质岩芯库自动化立体仓库系统的建设张晓刚（江苏石油勘探局勘察设计研究院建筑分院）0概述江苏油田石油地质岩芯库为单层轻钢结构，长1.1 建筑部分石油地质岩芯库为单层轻钢结构，建筑类别为 丁类，耐火等级为二级，内部设置辅助用房。为满 足建筑物的隔声，保温及防火要求，墙面及屋面材 料采用 80 厚成品岩棉夹芯板。辅助用房包含工具 间、配库电室、控制室、值班室、钻芯间、切片间 等，房屋净高为3.5m，开间为4m。建筑外墙采用彩 钢夹芯板构成建筑立面丰富的色调，岩芯库主入口 采用垂直提升门，其余入口采用电动卷帘门，方便 岩芯存取。其余门窗均采用塑钢门窗。1.2 结构部分本工程抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加 速度值为0.15g，场地土类别为III类，结构形式为 门式轻钢，主钢构采用Q345(16锰)钢，梁柱均采用 变截面，其余构件材料为Q235钢。墙面及屋面设置72m,宽 32m，高 12m，总建筑面积 2363 平方米。其中的自动化立体仓库系统包括一台单立柱有轨堆剁 机，一台转轨车，货架系统及天、地轨一套（7个巷 道，14 排、7 层、48列货架，共4704 个货位），1.5T 电瓶叉车一台，计算机管理及监控系统一套。每个 货位储存 12 个岩芯盒，每个岩芯盒存放岩芯 2m（2 个芯体， 每个芯体长 1 m ）。 设计储存岩芯 14x7x48x12x2=112896m。控制系统采用北京机械工 业自动化研究所研发的自动化仓库信息管理系统（RIAMB-WMIS ），自动化立体仓库监控调度系统 (RIAMB-WDMS)。总平面图如图11建筑物设计图1 江苏油田石油地质岩芯库自动化立体仓库系统第 28 卷 第 7 期 2006-07 【69】制造业自动化图2 系统简介图示度带来的变形裂缝，工程中采用了砼中掺加水泥用量的 12%UEA 新技术处理措施。1.3 给排水消防部分 根据建筑物的生产类别,由于内存岩芯为非燃烧体,根据建筑设计防火规范GBJ16-87(2001年版)，本工程可不设室内消防给水;根据建筑灭火 器配置设计规范配置相应的灭火器。室外消防给 水为15l/s,由室外消防给水管网提供。C 型檩条，相应设置支撑构件。钢柱基础采用独立钢筋砼基础。室内货架设备基础采用钢筋砼整板基 础。由于货架区与主体结构荷载重量相差比较大， 为避免不均匀沉降引起的变形，主体结构与货架区 采用设置变形缝处理方式，彼此分开。另外由于转 轨车对地坪有许多特殊的技术要求，设计中该部分 的基础采用筏式整板结构，板厚为 350mm；考虑到 采用 350mm 厚大体积、大面积混凝土极易引发由温【70】 第 28 卷 第 7 期 2006-07制造业自动化(1) 石油地质岩芯库自动化立体仓库系统简图见图 2：(2) 控制系统结构见图3：2.2 系统组成及特点 石油地质岩芯库自动化立体仓库系统从设备及系统构成来讲，包括如下基本内容（表 1）： 石油地质岩芯库自动化立体仓库系统的主要控制系统为巷道 堆剁机及转轨车控制系统和计算 机管理和控制系统。(1) 巷道堆剁机及转轨车控制 系统根据本工程自动化立体仓库多巷道、库存量大、出入库不频繁 的特点，同时考虑到节省投资，共 设置了一台堆垛机和一台转轨车。巷道式堆垛机、转轨车选用 高可靠性、抗电磁干扰强的美国AB 公司的可编程序控制器（PLC）及日本安川变频调速器作为控制 单元。为了强化系统，堆剁机和转 轨车控制系统还采用如下措施： 模块化结构，分布式控制。 其最大优点是简化控制程序，便于操作维护。一旦某个控制单元出现故障，而不会导致整个控制 系统瘫痪。 所有控制系统采用现场总线 网络联接起来，不需经过任何计算机，堆垛机、转 轨车和站台控制系统可以直接通讯。 当某个模块发生故障时，甚至某个检测开关 故障时，系统将自动报警提示。维护人员可依照提示在几分钟内更换完备用模块，使系统重新投入运 行。 堆垛机及转轨车均可实现全自动/半自动/手 动操作。在全自动工作状态，堆垛机、转轨车控制 器与监控计算机自动进行数据、信息交换，实现入/出库的自动作业。当网络环境或监控计算机出现故障时，控制系统可采用单机自动或手动方式，独立 地进行作业。 采取一系列联锁保护措施，可对异常情况进 行自动报警或处理，并向监控计算机反馈处理结果。第 28 卷 第 7 期 2006-07 【71】图3 自动化立体仓库系统结构图1.4电气部分(1) 负荷：安装负荷 156kW；计算负荷 94kW； 计算电流 167A。(2) 防雷接地：本工程属3级防雷建筑，屋顶设 避雷带，利用立柱作为引下线，与接地系统相连，配 电室内设总等电位箱与接地系统相连，堆垛机、转 轨机轨道分别与接地系统相连，接地系统接地电阻不大于 4 欧姆；控制室内设局部等电位箱，接地电阻不大于 1 欧姆。(3) 配电:分为普通办公动力和作业动力。 (4) 照明：分为普通办公照明和库区照明。2自动化立体仓库系统2.1 系统简介和控制系统结构表 1制造业自动化 堆垛机及转轨车控制器均具备正、反两个方向点动控制功能，防止惯性冲程造成的过量停机偏 移。 在堆垛机上安装有条码阅读器，读取托盘上 的托盘号（条形码），提高存取的准确率，保证准确 率为 100%。(2) 计算机管理和控制系统组成 （表2） 作为一个完整的集成化物流管理系统，还包括了接口系统和模拟终端等软件系统。 接口系统（Interface System） 提供上级信息系统到本地数据接口服务。 模拟终端提供上级信息系统不能工作时集成化物流管理系统任务的生成功能，确保本系统的 正常工作。基本功能自动化立体仓库系统的核心是计算机管理、监 控、调度系统。本项目采用北京机械工业自动化研究所研发的 自动化仓库信息管理系统（RIAMB-WMIS）和自动 化立体仓库监控调度系统(RIAMB-WDMS)）。采用客户机/服务器结构，Windows 2000 Server 操作系统，服务器数据库管理系统采用SQL Server2000 软 件平台，以便实现数据与信息资源共享。各层计算 机和管理监控计算机之间构成 B/S 结构，以数据库 服务器作为网络服务器，通过Windows 操作系统中 的IE浏览器，根据不同的权限可对SQL Server2000 数据库和计算机管理系统进行直接访问，实现整体 网络数据通信。可实现岩芯的自动存储/发放等基本 功能外，并提供数据查询、现场运行状态显示、单【72】 第 28 卷 第 7 期 2006-07表 2制造业自动化据打印、报表打印、系统维护以及设备控制等功能，可对所有入/ 出库作业进行最佳分配、登录和 控制，并对数据进行统计、分析， 以便对岩芯进行自动化管理，同 时与上级网络系统实现信息集 成，便于上层管理部门进行远程 管理。3建设实施情况该项目的工程总承包方为江苏油田设计院，建筑设计单位为江苏石油勘探局勘察设计研究院， 房屋土建施工由江苏油田建设处 完成，自动化立体仓库系统由北 京机械工业自动化研究所设计、 制造、安装。项目2003年10月进 行可行性研究，同年年底立项，2004 年 4 月 6 月完成设计工作、江苏油田石油地质岩芯库自动化立体仓库系统投入使用近一年来运行稳定，深受使用单位的好评。 它改变了江苏油田长期以来落后的人工存取、管理 岩芯的方式，以其占地面积小、综合投资省、工期 短、设计紧凑、高效率、低成本等优势大大提升了 江苏油田岩芯存取、管理的水平，为江苏油田加强 对岩芯这一重要资源的研究，不断促进油田的持续 稳定发展创造了有利的条件。施工招标和立体仓库系统招标工作及各项准备工作，2004年7月正式开工，2004年11月土建主体完成后 开始进行自动化立体仓库系统的安装，2005 年 3月 全部安装工作结束，2005 年 4 月系统调试结束并试 车，同月通过工程实体竣工验收，2005 年 5 月正式 投入使用。4总结【上接第43页】品特征识别技术J.上海交通大学学报,37(12).2 ZHANG W Z, JIANG R D, CHEOK B T , NEE A Y C. An innovativeandpracticaldesignautomationsystemforpro- gressive diesJ. Proc Instn Mech Engrs Vol 216 Part B: J Engineering Manufacture B02602 IMechE 2002.3 DALE R. COM技术内幕M. 清华大学出版社,1999.4 CHOI J C, KIM B M, CHUL K. An automated progressive process planning and die design and working system forblankingorpiercingandbendingofasheetmetalproductJ.Int J Adv Manuf Technol,1999,15:485-497.5 KUMAR S, SINGH R. A low cost knowledge base system frameworkforprogressivediedesignJ.JournalofMaterialsProcessingTechnology,2004,153-154;958-964.6 LI J Y, NEE A Y C, CHEOK B T. Integrated feature-basedModelling and process planning of bending operations in progressivediedesignJ.IntJAdvManufTechnol,2002,20:883-895.4结论采用组件技术开发计算机辅助设计系统，使得系统的结构简洁、灵活，具有充分的开放性。组件的接口具有统一的标准，方便了系统开发，降低了 开发难度，增强了系统的可维护性。UG为用户提供 了各