Zinu Shop 全自助便利店全年 24 小時(shí)全天候運(yùn)營。它由 Delfin 公司開發(fā)，該公司 20 多年來一直為波蘭的小型社區(qū)提供生活日常用品。該項(xiàng)目于 2017 年啟動(dòng)，四年后開始了第一次全面、公開的測試，包括測試倍福基于 PC 的底層控制技術(shù)。
Zinu Shop 是一家自助式便利店，提供與傳統(tǒng)便利店類似的商品種類，并且全年無休（法定節(jié)假日除外）。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的前提是總?cè)萘孔銐虼螅?00 至 400 個(gè)存儲(chǔ)空間）和高可靠性，而這兩者都是獲得消費(fèi)者信任的關(guān)鍵。該商店位于一個(gè)長方體保溫隔熱外殼內(nèi)，該外殼也可用于存放需冷藏的產(chǎn)品，無論外部天氣條件如何都能保持恒溫，甚至還可容納廣告燈箱、包裹儲(chǔ)物柜和咖啡機(jī)等。該項(xiàng)目最重要的特點(diǎn)之一是采用了多種產(chǎn)品混合分裝方案，將 3D 打印技術(shù)與傳統(tǒng)的自動(dòng)售貨機(jī)相結(jié)合。因此可以售賣幾乎任何類型的商品：從棒棒糖或香料包等小而精致的商品，到紙巾或土豆等大包裝商品。
通過自主開發(fā)的可視化系統(tǒng)可以方便地選擇所需的商品
最大程度地方便顧客
Zinu Shop 的一大亮點(diǎn)是購買和取貨可以同時(shí)進(jìn)行。傳統(tǒng)的自動(dòng)售貨機(jī)無法做到這一點(diǎn)，因?yàn)楸仨氁蜷_正門才能購買商品，而 Zinu Shop 可以在背面的裝貨區(qū)取貨，這樣還可以防止溫度變化和外部環(huán)境造成的污染。此外，兩個(gè)獨(dú)立控制的售貨位意味著同時(shí)可以允許兩位顧客購物。
Zinu Shop 的另一個(gè)特點(diǎn)是容量非常大，擁有約 350 個(gè)銷售單位（ SKUs）。這里售賣的每種產(chǎn)品采用了不同的包裝類型，包括罐裝、瓶裝、托盤裝、袋裝、紙盒裝以及杯裝，每種包裝都有不同的特點(diǎn)，很難事先確定。為了降低不可預(yù)知的行為所帶來的風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)品通過幾個(gè)參數(shù)來描述：尺寸、重量、阻力和位置。相應(yīng)的算法在創(chuàng)建分揀路線時(shí)會(huì)考慮到這些參數(shù)，并同時(shí)關(guān)注產(chǎn)品的保質(zhì)期和處理時(shí)間的優(yōu)化。因此，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，到目前為止，投訴率不到 0.5‰。Zinu Shop 每個(gè)產(chǎn)品的平均分裝時(shí)間為 10 秒。根據(jù)當(dāng)前客戶不同的需求，每年銷售的產(chǎn)品數(shù)量約為 50,000 件。
基于 PC 和 EtherCAT 的控制架構(gòu)
該項(xiàng)目的目標(biāo)是創(chuàng)建一臺(tái)無故障高效率運(yùn)行的設(shè)備。因此，內(nèi)部貨架的設(shè)計(jì)必須讓客戶能夠拿取不同尺寸的零售商品。在測試階段，設(shè)備的速度得到了顯著提升，電源也從三相變?yōu)閱蜗啵@樣 Zinu Shop 就可以使用傳統(tǒng)的電源插座。據(jù) Zinu 專家 Piotr Ostrowski、Krzysztof Marmol 和 Artur Kowalski 介紹，最大的挑戰(zhàn)是如何通過傳統(tǒng)電源插座為整臺(tái)設(shè)備供電，同時(shí)保持所需的驅(qū)動(dòng)器速度和加速度。
幸運(yùn)的是，倍福的 AX8000 模塊化伺服驅(qū)動(dòng)器配備了 AX8206 雙軸模塊和用于 AX8620 電源模塊的附加電源電抗器（AX2090），為解決這一難題提供了理想的解決方案。此外，還必須開發(fā)一個(gè)用于優(yōu)化運(yùn)動(dòng)路徑的系統(tǒng)，以加快產(chǎn)品釋放流程，并同時(shí)定義碰撞區(qū)域。這就需要一臺(tái)高性能的工業(yè) PC 搭載計(jì)算能力足夠強(qiáng)大的處理器和至少 4GB 的內(nèi)存。事實(shí)證明，搭載 Intel Atom® E3845 處理器的倍福 C6017 超緊湊型工業(yè) PC 是 Zinu 開發(fā)人員的最佳解決方案。
控制架構(gòu)分布在三個(gè)獨(dú)立的控制柜中：
主控制柜包含 C6017、帶 EtherCAT 端子模塊和 TwinSAFE 端子模塊的主 I/O 層，以及支持 Safety over EtherCAT 協(xié)議（用于 AM8023 伺服電機(jī)的 STO）的 AX8000 伺服驅(qū)動(dòng)器或者 EL7211-9014 伺服電機(jī)端子模塊（用于 AM8112 伺服電機(jī)的 STO）。集成 TwinSAFE 邏輯的 EL2911 EtherCAT 端子模塊用作安全控制器。一個(gè)支持 Modbus RTU協(xié)議的 EL6022 串口端子模塊（RS485）和一個(gè)通過 Pt1000 傳感器測量溫度的 EL3204 模擬量輸入端子模塊用于與暖通空調(diào)系統(tǒng)和溫濕度傳感器通信。
第二個(gè)控制柜僅包含用于控制自動(dòng)貨架的 EL2889 EtherCAT 數(shù)字量輸出端子模塊。
第三個(gè)控制柜安裝在機(jī)械笛卡爾系統(tǒng)上，用于控制 X 軸。
由 Zinu 專家開發(fā)的可視化系統(tǒng)包括一個(gè)用于自助收銀系統(tǒng)、倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)、配送管理系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的界面。TwinCAT 3 控制器與上層系統(tǒng)相連，后者負(fù)責(zé)管理控制面板、購物車、產(chǎn)品現(xiàn)貨供應(yīng)情況、產(chǎn)品保質(zhì)期和付款流程。PLC 負(fù)責(zé)檢查是否以及如何從貨架上取下商品，然后與主機(jī)系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，確定下一步操作，比如確認(rèn)商品移出、鎖定貨架、從倉儲(chǔ)貨架上移走相同的商品或結(jié)束購買。項(xiàng)目經(jīng)理們認(rèn)識到了 TwinCAT 所帶來的獨(dú)特優(yōu)勢，尤其與 Visual Studio 的無縫集成、通過 EtherCAT 快速自動(dòng)檢測設(shè)備以及設(shè)備參數(shù)（如驅(qū)動(dòng)軸）的透明性。
Zinu Shop 的商品種類齊全，從面包、蔬菜、水果、乳制品、冷切香腸和肉類到飲料、糖果、方便食品、化妝品和清潔用品，應(yīng)有盡有
結(jié)論
Piotr Ostrowski、 Krzysztof Marmol 和 Artur Kowalski 對倍福的產(chǎn)品和技術(shù)給予了充分的肯定：“直接從倍福購買大部分設(shè)備幫助我們節(jié)省了大量時(shí)間和資源。倍福高效、快速地向我們交付了所有設(shè)備。控制系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)為研發(fā)工作帶來了另一大優(yōu)勢，顯著簡化了配置以及項(xiàng)目后期的擴(kuò)展。由于采用了緊湊型驅(qū)動(dòng)技術(shù)，即 EL7221-9014 伺服電機(jī)端子模塊和 EL7031 步進(jìn)電機(jī)端子模塊，我們可以在一個(gè)小型控制柜中安裝整個(gè) X 軸和輸送系統(tǒng)。此外，對于不需要使用大量 I/O 的應(yīng)用，可以使用集成有 I/O 的 EK1818 EtherCAT 耦合器代替 EL1008 和 EL2008 EtherCAT 端子模塊。”該公司還受益于倍福的單電纜技術(shù)（OCT），它簡化了驅(qū)動(dòng)器的接線工作，占用空間更小，并且節(jié)省了大量電纜。此外，高性能的 C6017 使得可視化應(yīng)用不再需要使用單獨(dú)的 PC。總之，工程師們?yōu)?Zinu Shops 成為克拉科夫家喻戶曉的品牌而感到自豪。他們目前在尋找更多的投資人，旨在在未來更大力地推廣這種自動(dòng)化購物方式。
關(guān)于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn)，是國際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT 自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個(gè)國家和地區(qū)。
倍福于 1997 年進(jìn)入中國市場，中國區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工 300 人，辦事處遍及國內(nèi) 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機(jī)械、物流輸送以及樓宇自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并已入編工信部的《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽(yù)。倍福基于 PC 的控制技術(shù)具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合在一起，為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
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