Zinu Shop 全自助便利店全年 24 小時全天候運營。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。該項目于 2017 年啟動，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。
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）。實現這一目標的前提是總容量足夠大（300 至 400 個存儲空間）和高可靠性，而這兩者都是獲得消費者信任的關鍵。該商店位于一個長方體保溫隔熱外殼內，該外殼也可用于存放需冷藏的產品，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、包裹儲物柜和咖啡機等。該項目最重要的特點之一是采用了多種產品混合分裝方案，將 3D 打印技術與傳統(tǒng)的自動售貨機相結合。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 的一大亮點是購買和取貨可以同時進行。傳統(tǒng)的自動售貨機無法做到這一點，因為必須要打開正門才能購買商品，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，兩個獨立控制的售貨位意味著同時可以允許兩位顧客購物。
Zinu Shop 的另一個特點是容量非常大，擁有約 350 個銷售單位（ SKUs）。這里售賣的每種產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，很難事先確定。為了降低不可預知的行為所帶來的風險，產品通過幾個參數來描述：尺寸、重量、阻力和位置。相應的算法在創(chuàng)建分揀路線時會考慮到這些參數，并同時關注產品的保質期和處理時間的優(yōu)化。因此，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，到目前為止，投訴率不到 0.5‰。Zinu Shop 每個產品的平均分裝時間為 10 秒。根據當前客戶不同的需求，每年銷售的產品數量約為 50,000 件。
基于 PC 和 EtherCAT 的控制架構
該項目的目標是創(chuàng)建一臺無故障高效率運行的設備。因此，內部貨架的設計必須讓客戶能夠拿取不同尺寸的零售商品。在測試階段，設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 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)電源插座為整臺設備供電，同時保持所需的驅動器速度和加速度。
幸運的是，倍福的 AX8000 模塊化伺服驅動器配備了 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)一個用于優(yōu)化運動路徑的系統(tǒng)，以加快產品釋放流程，并同時定義碰撞區(qū)域。這就需要一臺高性能的工業(yè) PC 搭載計算能力足夠強大的處理器和至少 4GB 的內存。事實證明，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。
控制架構分布在三個獨立的控制柜中：
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 協議（用于 AM8023 伺服電機的 STO）的 AX8000 伺服驅動器或者 EL7211-9014 伺服電機端子模塊（用于 AM8112 伺服電機的 STO）。集成 TwinSAFE 邏輯的 EL2911 EtherCAT 端子模塊用作安全控制器。一個支持 Modbus RTU協議的 EL6022 串口端子模塊（RS485）和一個通過 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系統(tǒng)和溫濕度傳感器通信。
第二個控制柜僅包含用于控制自動貨架的 EL2889 EtherCAT 數字量輸出端子模塊。
第三個控制柜安裝在機械笛卡爾系統(tǒng)上，用于控制 X 軸。
由 Zinu 專家開發(fā)的可視化系統(tǒng)包括一個用于自助收銀系統(tǒng)、倉儲管理系統(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，后者負責管理控制面板、購物車、產品現貨供應情況、產品保質期和付款流程。PLC 負責檢查是否以及如何從貨架上取下商品，然后與主機系統(tǒng)交換數據，確定下一步操作，比如確認商品移出、鎖定貨架、從倉儲貨架上移走相同的商品或結束購買。項目經理們認識到了 TwinCAT 所帶來的獨特優(yōu)勢，尤其與 Visual Studio 的無縫集成、通過 EtherCAT 快速自動檢測設備以及設備參數（如驅動軸）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，應有盡有
結論
Piotr Ostrowski、 Krzysztof Marmol 和 Artur Kowalski 對倍福的產品和技術給予了充分的肯定：“直接從倍福購買大部分設備幫助我們節(jié)省了大量時間和資源。倍福高效、快速地向我們交付了所有設備。控制系統(tǒng)的模塊化設計為研發(fā)工作帶來了另一大優(yōu)勢，顯著簡化了配置以及項目后期的擴展。由于采用了緊湊型驅動技術，即 EL7221-9014 伺服電機端子模塊和 EL7031 步進電機端子模塊，我們可以在一個小型控制柜中安裝整個 X 軸和輸送系統(tǒng)。此外，對于不需要使用大量 I/O 的應用，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（OCT），它簡化了驅動器的接線工作，占用空間更小，并且節(jié)省了大量電纜。此外，高性能的 C6017 使得可視化應用不再需要使用單獨的 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化購物方式。
關于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產的工業(yè) PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個工控領域提供開放式自動化系統(tǒng)和完整的解決方案。經過 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作伙伴，業(yè)務遍及 70 多個國家和地區(qū)。
倍福于 1997 年進入中國市場，中國區(qū)總部落戶于上海市北高新產業(yè)園區(qū)，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創(chuàng)新產品和解決方案廣泛應用于風力發(fā)電、半導體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業(yè)以太網于 2014 年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內享有“創(chuàng)新引擎”的美譽。倍福基于 PC 的控制技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術基礎。
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