羅克韋爾自動化助力神州機械打造智能無人橋式起重機

背景

隨著工業物聯網、大數據、人工智能等新興技術在工業領域的廣泛應用，數字化和智能技術正在加速滲透到工業生產的每個環節。橋式起重機作為工業企業物料搬運最重要的設備之一，也在實現自身的智能化蛻變。

山東神州機械有限公司（簡稱“神州機械”）創建于1989年，是現代化起重機的專業制造商和服務供應商，致力為客戶提供“一站式定制化”的起重設備和專業的管理方案，產品廣泛應用于裝備制造、造紙、能源電力、汽車船舶、金屬加工、航空航天、鋼鐵制造等領域。

為了滿足行業的數字化轉型需求，特別是針對物料倉庫及垃圾處理等應用場景對橋式起重機智能化和無人化的高要求，神州機械將數字化轉型作為產品升級的落腳點，以提高產品的核心競爭力，鞏固和強化自身的市場龍頭地位。為此，神州機械希望與全球領先企業合作，通過引入先進的自動化、數字化和智能化技術，加速智能無人橋式起重機產品的研發和落地，助力客戶實現智能制造的同時，在安全、節能、環保和高效方面獲得新的提升。

挑戰

橋式起重機是工業生產及物流中至關重要的設備，傳統手動操作橋式起重機不僅需要忍受高溫、高空、高強度環境下的長時間作業，且一旦操作出現失誤，輕則造成物料損壞，重則造成人員安全事故和停產損失。安全智能的無人化橋式起重機可以在物料的裝卸、運輸、存放、管理和控制等環節實現智能化和自動化控制，從而提升作業效率，增強對人員和設備的安全保障。

然而，為高懸在空中的橋式起重機裝上“眼睛”和“大腦”，實現準確快速地抓取和運送物料并非易事。橋式起重機在實際運行中，由于慣性的存在，操作不當會導致吊具大幅搖擺，對設備及附近的人員造成傷害，實現定位防搖功能是打造智能無人橋式起重機的核心難點所在。

同時，神州機械希望基于目前車間生產運行中的傳統橋式起重機產品進行樣機驗證。既要保證生產的持續穩定，又要如期完成各項性能調試，對于智能橋式起重機解決方案供應商的項目實施能力提出了更高的要求。

解決方案

憑借先進的技術和豐富的項目經驗，羅克韋爾自動化的智能無人橋式起重機解決方案獲得了神州機械的青睞。針對客戶的各項需求，羅克韋爾自動化為其量身定制了具備定位防搖和能量回饋等功能的智能無人橋式起重機解決方案，方案實現網絡拓撲和一網到底，產品涵蓋Allen?Bradley? CompactLogix? 1769系列控制器、PowerFlex? 755TR/755變頻器、PanelView? Plus 7 增強型操作員界面（HMI）等。

此方案的核心部件采用了羅克韋爾自動化帶TotalFORCE? 控制技術的PowerFlex 755TR變頻器，其控制精度更高、性能更優。該變頻器具備能量回饋功能，以及完善的自適應整定、負載觀測器和母線觀測器功能，其針對位置和速度的雙閉環控制功能，特別適用于起重機的應用，可有效解決橋式起重機防搖控制的難點，保證其平穩高效的運行，真正意義地實現橋式起重機的無人化操作。此外，變頻器自帶的安全轉矩控制和安全停車模塊對起重機提升提供雙保險。

效果

通過采用羅克韋爾自動化的智能橋式起重機解決方案，神州機械完全達到了預期的智能化和無人化橋式起重機控制功能及效果。橋式起重機操作司機可以把工作地點從高空轉移到真正的辦公室。客戶在主控室輕輕點擊操作鍵，即可下單運行命令，車間橋式起重機設備隨之自動完成物料入場、取料、智能存料、用料區放料和備料存取等工藝。

具備防搖功能的智能橋式起重機解決方案讓智能橋式起重機實現精準無人駕駛的同時，達成了更安全、更節能、更環保、更高效的橋式起重機運行維護目標。其中，PowerFlex755TR變頻器的防搖定位和能量回饋功能讓橋式起重機運行更加安全，通過實現無人化操作，可將人員夾傷事故的發生率降低為0。PowerFlex755TR變頻器的定位精度可控制在+/-3mm之內，通過精準定位，實現一次操作成功，大大提高了生產效率，并可有效優化調度，減少庫存，單日發貨能力可提高10%~30%，真正實現自動化倉儲管理，連續工作效率可提高5%~10%。此外，PowerFlex755TR變頻器具備預測性維護功能，可主動監控溫度、電壓和電流等操作特性，實現自我感知，實時計算關鍵組件的剩余壽命并將此通知用戶，從而避免意外停車造成的經濟損失和人員、環境風險。Allen?Bradley?CompactLogix 1769系列控制器作為智能橋式起重機的智能大腦，為橋式起重機提供高效集成的邏輯控制、運動控制、提升定位和安全功能。Ethernet/IP工業以太網則為客戶帶來更加安全、可靠、快速的網絡，并能高效融合第三方設備，大大縮短了開發周期，提高了系統安全性和可靠性。

山東神州機械有限公司董事長和偉對本次合作給予了高度的評價：“羅克韋爾自動化的數字化解決方案滿足了我們的需求，為我們打造智能無人橋式起重機提供了極大的幫助。未來，我們將繼續攜手羅克韋爾自動化，將成功經驗與方案應用到更大范圍，加快產品的數字化和智能化升級步伐，進一步提升企業的核心競爭優勢。”

本次項目的成功是羅克韋爾自動化在智能無人橋式起重機領域的新突破。面對可期的未來，羅克韋爾自動化愿攜手重工企業，依托IT/OT融合創新的數字化轉型方案，為企業創造安全、節能、環保、高效的可持續價值，共贏數字化未來。