015 仓储物流设备的节能降耗技术盘点

刚刚手机收到一条公益短信：本周是2018年节能宣传周，主题是“节能降耗，保卫蓝天”。让我们积极行动起来，建设美丽中国，共享碧水蓝天。工业和信息化部、国家发展改革委。

近年来，“节能降耗”成为我国自动化技术发展中备受关注的词汇之一，其意义十分重大。“节能减排、科学发展”已成为我国经济发展的战略指导思想。

据测算，我国每创造1美元GDP所消耗的能源是美国的4.3倍，是日本的11.5倍，我国的能源利用率仅为美国的26.9%、日本的11.5%。由此可见，在我国企业的产品成本中，能源消耗的成本比较大，同时也说明，我国企业节能的空间十分巨大，完全可以通过节能降耗来增加产品的竞争力。

为了响应号召，我们也可以梳理一下仓储物流自动化系统里有哪些方面可以做到“节能降耗”。

项目规划期的节能考量

任何行业的工程项目建设都离不开前期的整体系统规划。一个完整并且全面的前期系统规划会给整个项目从施工到运营带来极大的好处。同时，一个合理的系统规划，对于整个仓储物流自动化中心的运行设备的整体功耗也影响巨大。

合理的整体规划会使每天到达物流中心的车辆行驶里程总量最小，油耗量最低；合理的整体规划会使每天在物流中心力的设备运行总时间最短，耗电量最低；合理的整体规划会使搬运设备每天行走的路径最短，却完成最多的搬运量；合理的整体规划会使物流中心操作员的工作轻松，事半功倍；合理的整体规划会使物流中心里的各个设备达到最佳的配合和对接；合理的整体规划会使物流中心采用最少的设备却完成最大的货物吞吐量；合理的整体规划会使物流中心的系统和设备消耗率和折旧率最低，永葆青春；合理的整体规划会使物流设备与其它周边系统或人整体功耗达到最优；

2. 单机设备的降功耗

先进的仓储物流中心里有大量的自动化设备，如果每台设备都能自身做到最小的功耗，那累计起来的每年整体物流中心的节能指标是非常客观的。

每台单机设备的电机功率选型要根据负载做合理的选型。根据负载情况可以计算得知本台物流设备最佳的电机配置是多少KW，而不是盲目选用大功率电机。采用不合理的大功率电机当然会使在同样时间段内作业消耗更多的电能造成不惜要的系统能耗浪费。很多设备在执行工作时会伴随着能量变化和能量释放，比如搬运设备在前后运动时会有减速动作，这个过程中设备的动能会释放成热能或者其它形式的能力，再比如提升机从高处下降的过程中，伴随着势能的释放转换为热能或者其它的形式等，如果将这些能力收集起来或者直接回馈到电网中，也是一种非常良好的能量利用理念。很多设备在工作过程中都有个速度变化的过程，而控制速度通常有两种方式，一种是通过机械的方式，另外一种更加节能的方式就是采用变频技术来控制设备的运行速度。变频器在工业现场里运营的越来越成熟，而且变频器本身也越来越高级和智能，能达到非常良好的速度控制的同时也极大的优化了能量的利用。众所周知，在自动化仓储物流中心的驱动单元最多的就是电机。而电机每次启动时的电流会在很短的时间内升到很高，此时会对电网照成强烈的冲击的同时由于大电流造成的短时大功耗。而很多设备的启动停止是非常频繁的，在没必要采用变频器的情况下，可以给设备的电机配置软启动器，减少每次电机启动时造成的能源浪费。

3. 控制系统的优化

一套完整的仓储物流自动化系统里除了设备还有背后指挥这些设备做出合理动作的控制系统。控制系统的设计是否可以，也与整个系统的能耗有着巨大的联系。

合理的启停控制

不论是在工厂里还是专门的仓储物流中心，经常能看到很长的输送皮带或者滚筒线，也经常能看到输送线上任何货物都没有，整条输送机却在一直运转。不得不说这得浪费多少能源！在我们身边其实也能看到比如在机场的行李转盘处，经常也能看到每一个行李，整个转盘一直在空转。也许行李转盘空转有特殊的原因，不过从耗能的角度来看，确实浪费了不少电能。

输送机的控制系统里增加一些光电传感器和一些逻辑判断，可以一定程度上减少这种空转引起的能量白白浪费。

合理的搬运路径

最近考察几个设备供应商，很有感慨。设备厂家硬件设备做的不错，可是控制系统做的真的不理想，经常看到在轨道上跑的搬运车跑到无效的站台或者绕远走一圈才运行到正确的位置。这种情况除了带来整体搬运效率上的低下，同时也造成了能量的白白消耗。所以优化的控制系统如果能使搬运设备智能的走正确路径，也能在很大程度上节能降耗。

合理的节拍控制

由于控制系统在物流自动化系统里由很大一部分功能是让各个设备之间互相配合从而完成所有物料的搬运存储作业。因此，各个设备之间的节拍控制就非常重要。设备时间的节拍控制的好，会使搬运效率成倍的提高，这样在同样的货物量吞吐量要求的前提下，系统运行的时间就断，消耗的能源自然也少。如果节拍控制的不理想，经常会有设备需要standy by的状态，在这种状态下就自然会产生无效的能源消耗，同时系统的整体效率也会受到影响。

4. 上位管理软件的优化

也许有人会觉得，上位管理软件距离现场那种380V电机驱动的设备之间没有直接的关系，不会影响到多少能源的节省或者浪费，也许会觉得要非要说消耗的能源的话，也就是那几台电脑等IT设备消耗的一点点电能。其实不然，上位机的管理引起的能源消耗量甚至要比设备本身引起的能源消耗量还要大，甚至到成倍的差距，为什么呢？

这个跟社会学的管理学一样，上层建筑的一个管理指令会引起底层社会的巨大的波澜。上位机其实就很像这个上层建筑发出的指令，而设备层就好像底层设备的响应。

举个简单的例子，在一个仓库里如果要执行一个出库任务，首先需要从上位机管理系统里选取一个合适的货架位置，然后再由搬运设备从这个货架位置把这个货物搬出仓库来，完成出库作业。这是设想一下，上位机管理软件指定的第一排第一层的货物跟第50排第10层的货物，对于搬运设备来说，要做的工作是天差地别的。一个仓储物流中心一天要执行多少的出入库作业不言而喻，一年的量更是壮观，那背后的上位管理软件如果管理不合理的话会造成多少的能源消耗我想也是不可想象的了吧。

上位管理软件可以说是牵一发而动全身，所以它的合理指挥和管理会成百倍或者成千百的影响着底层的设备能源消耗。

5. 后期维护

设备的正常运转保证了整个系统的高效执行和物流搬运和物料存储的正确作业。如果系统出现故障，从硬件的角度上来说，会发生机械卡死等引起的短暂电流上升造成的异常电力消耗，因此需要经常对设备进行润滑等常规维保工作；从系统的整体性上来说，设备的故障发生造成系统瘫痪，大部分的设备需要standy by，白白的耗费能源而无法形成实际物流动作。