自动化仓库：RECOM 应用案例概述

• 关键词：RECOM,工业电源
• 摘要：自动化物流管理正在提高生产力、降低成本并以更快的速度将产品交付到客户手中。这些复杂的系统尽可能使用现成的元器件，但由于电气和环境规范的要求，往往需要定制设计的电力传输系统。

图 1：自动化仓库对直流电源系统带来了挑战（来源：RECOM）

自动化物流管理正在提高生产力、降低成本并以更快的速度将产品交付到客户手中。这些复杂的系统尽可能使用现成的元器件，但由于电气和环境规范的要求，往往需要定制设计的电力传输系统。本博客将讨论其中一个自动化仓库应用的细节，以及 RECOM 独特的产品和服务组合如何满足客户需求。

在仓库自动化系统中，机器人、高速穿梭车和托盘搬运车广泛应用于仓库、存储设施和制造工厂，以便在建筑物内的不同位置高速拾取、运输和放置材料。内部物流系统还需满足一些关键要求，保证连续可用性和 10 年以上的使用寿命，当然还要尽量降低成本。

RECOM 的电源设计：仓库自动化案例研究

RECOM 最近帮助一位客户开发了一款用于自动化仓库的电源解决方案。该客户擅长设计和生产货物存储和搬运所需的高精度机电一体化解决方案和复杂软件。为了最大限度地降低开发成本并缩短产品上市时间 (TTM)，他们采用现成的工业元器件用于电子模块，如电机驱动器、传感器、控制器、CPU、摄像头、激光器、接口和无线通信系统。

这些系统的高效用电确保物流公司提供可靠、快速的服务。但由于这类应用有着特殊要求，他们很难找到任何标准的电源解决方案。为了实现高效工作和全天候不间断的可用性，运输车辆在导轨上行驶，并能够快速加速和减速。这种情况会导致电子设备承受较高的冲击和振动应力。此外，运输系统还需要应对仓库中恶劣的温度条件，寒冷地区仓库温度可低至 -20°C 甚至更低，而炎热地区仓库温度可高达 50°C 以上。

为了在没有特殊隔离保护的情况下安全巩固走，导轨的最大电压限制为 60 V。电压过高可能会危及仓库人员的安全：可能会产生充足电流，导致呼吸停止或心室颤动。

虽然导轨的电阻很小，但并不是零；因此，运输车辆上的直流电压取决于车辆与导轨之间的距离和导轨中流动的电流。该导轨电压由符合行业标准的大功率三相 DIN 导轨安装电源提供，其输出电压调节至 60 V，以补偿长导轨上的大幅压降。 

电机的动力直接来自导轨。电机所需的高功率以及长导轨上的高电流，会导致大幅压降和接地偏移。此外，导轨、车轮或滑动接触之间可能存在间歇性接触，从而导致压降或瞬变，这些现象可以通过电容器进行缓冲。 

采用标准 24 VIN 工业设备是为了尽可能降低成本，因此运输单元的电源必须能够在导轨提供的宽输入电压范围内工作。电子设备所需的总功率为 200 W。

RECOM 的电源解决方案：细节之处

考虑到上述特殊电源要求，客户过去采用了复杂、离散的定制电源产品，这些产品由外部供应商进行设计和生产。但在设计新系统时，客户希望寻找一种更简单、元器件更少、一次性工程费用 (NRE) 更低的电源解决方案。RECOM 从丰富的产品目录中推荐了一种现成的解决方案，并从早期概念阶段到最终设计一直与客户密切合作。

由于 RECOM 的及早参与，客户能够将 NRE 成本控制在较低水平，因为他们只需专注于他们最擅长的机械和电气设计。这样一来，客户就能够避免任何重新设计、交付延迟或通常与离散定制设计相关的意外情况。 

图 2：仓库运输设计的直流电源系统（来源：RECOM）

上图 2 显示了由 24 V 系统总线供电的模块。输入电压、电压瞬变和接地偏移变化很大的恶劣电气环境需要隔离型 DC/DC 转换器。RECOM 的解决方案采用 RPA200H-11024SRUW/P 作为车载电力传输系统的核心。该 DC/DC 转换器可在 16.5 V 至 140 VDC 的输入电压范围内提供 24 VDC 的输出电压。该转换器具有超宽输入电压范围，可以轻松应对导轨上不断波动的电源电压，并提供欠压和过压保护。

该 DC/DC 转换器属于 RPA200H 系列半砖 DC/DC 转换器，专为满足铁路行业的需求而设计。自动化仓库车辆的电源和铁路车辆的电源必须能够应对许多相同的挑战：在极端温度、高冲击和振动以及电压瞬变的环境下延长使用寿命。另外还有一个共同点，当然都是在导轨上运行。

RPA200H-11024SRUW/P 转换器在整个输入电压范围内始终保持高效率，并配有金属基板，可实现 -40°C 至 +93.5°C（基板冷却时）的宽工作温度范围。外壳配有螺纹插件，可牢固安装在 PCB 或隔板上，可在高冲击和振动环境下使用。该转换器已通过 UL/IEC/EN60950 认证，并提供三年保修。 

图 3：RPA200H-11024SRUW/P 数据表包含经过全面验证的 EMI 滤波器解决方案（来源：RECOM）

RECOM 还在其他方面提供了帮助。RPA200H-11024SRUW/P 数据表已经配备经过充分验证的 EMI 滤波器解决方案，符合严格的 EN 50121-3-2 标准；RECOM 对新系统的设计提供了支持，在其 EMI 实验室为客户测试了整个解决方案。

对于客户来说，另一个巨大的优势在于，之前的离散设计包括数百种不同的元件，包括磁性元件，这些元件可能难以采购；而 RECOM 解决方案减少了采购工作量，只需一个转换器模块加上几个滤波器元件即可。 

结论

自动化仓库中恶劣的电气环境可能会给直流电源带来问题。RECOM 工程师可以在设计的所有阶段与客户通力合作，共同确保项目成功。