如何在自動化倉庫的物流過程中實現節能

電力對於人工或自動化倉庫的運作是必不可少的，因此公司可以為一般消費提供他們生產的貨物和服務。如今，企業采取了一些措施、技術和組織措施，以減少能源消耗和優化設備的吞吐量。

一些國家補貼那些在生產中心獲得更高效設備的公司的投資。這些政策的目的是減少全球能源消耗。

企業將生產鏈中所有重複的過程自動化，以使生產成本最小化，這是一個日益增長的趨勢。然而，這是一把雙刃劍，因為自動化過程涉及更大的電力消耗(自動化程度越高，需要的能源就越多)。因此，在尋找一個既具有成本效益又具有能源效率的解決方案時，必須有一個平衡。

在倉庫中，自動化也是實現過程有效性的最先進的解決方案之一。的確，從經濟角度來看，與傳統倉庫相比，它的初始成本更高。即便如此，由於操作費用的減少和自動化提供的與其他係統相比的優勢，投資回報出現得更早。

自動化倉庫充分利用建築空間，最大限度地提高倉儲能力。完善的貨物管理，提高的生產力和高可用性是它所帶來的優點，因為它能夠一天24小時不間斷地運行。自動化將人員成本降至最低，消除了對傳統操作設備的依賴，不需要照明即可正常操作;除操作人員執行任務的區域外，燈可以保持關閉。

如果企業把精力集中在以下兩個方麵，就可以減少能源消耗:

• 安裝節能設備。
• 應用理想的物流解決方案。

高效的能源使用

這一概念包含了所有旨在優化倉庫中每件搬運設備功耗的做法，而不影響生產力或危及人員安全或產品質量。

因此，由Mecalux研發和研發部門設計的物料處理設備專為熟練的能源消耗而設計。實現能源效率的做法跨越三個不同的領域:

• 機械設計
• 電氣設計
• 軟件開發

機械設計

實用性是倉庫裝卸設備設計和選擇的首要要求。雖然能源消耗必須是有效的，但設備按照計劃的要求執行預期的循環次數和移動是一個優先事項。

機械設計的主要原則之一是，結構應盡可能輕，即減少整體重量。這對發動機的尺寸和功率有直接影響。

機器發動機是倉庫設計中必不可少的元素。歐盟致力於生產生態友好型產品，以減少能源消耗並將二氧化碳排放到環境中。為此，它規範了這些產品的設計、生產和商業化。

自2009年7月起，640/2009和641/2009歐洲標準規定了電機的設計要求。效率更高的發動機在產生相同的機械功率時消耗更少的能量。誠然，收購成本較高，但回報時間較低。

機器有一個可量化的性能，這是特定於它們和每個係統的特點。必須確定確保機器正常運行和盡可能高的吞吐量的機製，同時實現有競爭力的業務開銷。

反過來，必須控製可變增量，包括由工作條件(汙垢、潮濕等)、缺乏維護(潤滑、托梁和鏈條張力不足等)和超載(變形、變形、負載泄漏等)造成的效率損失。這將導致倉庫中能量的顯著損失。

在提高設備能源效率方麵，材料也是至關重要的。例如，當使用摩擦機構時，必須選擇適當的材料，以減少所需的功率輸出

電氣設計

工程師研究和開發解決方案，以降低倉庫內的電氣成本。因此，使用的設備可以達到更好的能源效率，避免網絡的差異，並減少電力支出。

變頻器
它們能夠根據電流的頻率來調整發動機的轉速。一般來說，通過這種裝置啟動的設備比以恒定的固定速度移動的設備消耗更少的能量。

這些設備有許多優點:

• 改進的速度控製。
• 發動機功率因數校正。
• 消除無功功率。
• 軟啟動引擎。高消耗發動機不需要“星三角”啟動。
• 更少的維護。
• 消除振動引起的噪音。

另一方麵，該設備產生諧波失真。

過濾諧波失真
在交流電氣係統(家庭和工業使用)中，基頻的變化稱為“諧波”。這些100hz, 150hz, 200hz等諧波可以出現在由50hz電源提供的網絡係統中。

在任何工業設施中，都可以找到不同的諧波發生設備，例如:

• 電力供應切換模式(電櫃，輸送控製箱，個人電腦…)
• 電子穩定器用於照明設備(倉庫熒光照明)。
• 小不間斷電源單元(UPS)，在發生停電的情況下，可在有限的時間內提供電力。
• 在三相負載,變量速度引擎(輸送機和堆垛起重機驅動)。

電流諧波是非常令人擔憂的，因為它們對安裝有不利影響，如導體過載、變壓器過熱、斷路器不及時跳閘、功率因數校正電容器過載和測量設備(探頭、傳感器……)的幹擾。

所有這些都意味著更高的功耗和在倉庫中發現的電子組件的過早退化。

為此，采用三種方法來抵消諧波失真:

• 線電感(減少至35%至40%)。
• 無源濾波器(減少至8%至10%)。
• 活躍的過濾器(減少至2%以下)。

再生能源
這些電子裝置連接到堆垛起重機的提升軸驅動裝置上。

在下降過程中，搖籃(和負載本身)的重量使電機旋轉並充當發電機。同樣的情況發生在該軸減速期間。這種再生的能量必須被引導，以使係統正常運行，而不造成其電氣和電子設備的損壞。

沒有蓄熱器的堆垛起重機將這種能量作為熱量消散，使其浪費，這涉及到能量損失。

再生能量的多少取決於移位的重量和堆垛起重機的高度。然而，它平均可以節省機器總能耗的15%到20%。

能量再生器允許堆疊起重機在垂直下降或軸的減速操作時產生的能量返回

軟件開發

記住，在自動化倉庫中常見的能源效率實踐是基於軟件而不是安裝的物理元素。倉庫管理係統，連同控製軟件，負責協調搬運設備的運動。

例如，Mecalux開發的控製係統旨在簡化搬運設備對電能的使用，調整每一刻任務強度的具體消耗。

啟動管理器
移動元件(堆垛起重機、轉移車、升降機等)在不同的運動階段所需的電力是不同的:

• 加速度:在這裏，它必須克服靜摩擦，加速物體的質量，直到達到公稱速度。移動階段需要更大的能量。
• 名義速度:這台機器以恒定的速度移動。一旦它獲得了加速物體的動力，電機必須隻繼承動態摩擦力，在提升的情況下，補償重力。
• 減速:沒有能量消耗，發動機的工作方式就像發電機一樣。

啟動經理是一個排序器，根據這三個階段，預測倉庫內機器在任何時候所需的功率輸出，並發出啟動移動的授權，如果它有足夠的功率容量。

該管理器是通用的，即，它組織所有倉庫設備的啟動(不管機器的類型)，並可以混合來自不同機器的請求。

它還有一個配置文件，其中公開了要控製的機器數量和電源。

軸的經理
它對同時升降和縱向運動的多軸機器(如堆垛起重機)的加速度和移動速度進行優化管理。

最初，管理軸執行估計時間的旅行和提升運動考慮100%的加速度和速度。

在此基礎上，建立了運動時間較短的軸的速度的加速度折減，甚至折減。這種減少永遠不能導致超過其他軸的運動時間，否則，它將妨礙工作周期。加速減速是逐漸發生的，每次迭代檢查新的估計的移動時間，並將其與其他軸進行比較。

一旦達到最小配置加速度值，重複同樣的過程，逐漸降低速度值，以實現兩個軸的運動的最佳比例。

其目的應該是避免突然啟動，並最終增加機械、電氣和電子元件的壽命。同樣，要增加額外的啟動點，盡可能減少所需的電力容量。

理想的物流解決方案

雖然物料搬運設備設計中的能源效率措施是降低能源消耗的基礎，但您也可以通過適當的物流解決方案實現這一目標。一個簡單的解決方案，一個減少或消除多餘的移動，是工程師和技術人員在設計倉庫時應該追求的目標。解決方案越複雜和自動化，其運行所需的能源消耗就越多。

除了增加消費之外，自動化還需要極高的投資，而且它的ROI可能無法在合理的時間段內實現。這可能會對運營成本產生直接影響。

理想情況下，你要達到一個平衡:隻自動化關鍵流程和那些有短期回報的流程，而不忽視實現的解決方案的能源消耗優化

最合適的存儲係統是在容量、操作和預期周期方麵滿足公司要求的存儲係統。也就是說，在做這個選擇時，必須考慮其他因素，如初始投資和係統的能源消耗。

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