智能仓储控制系统设计

智能仓储控制系统设计（精选7篇）

智能仓储控制系统设计 篇1

1 本文要研究的仓储系统如图1所示

2 仓储系统及机器人的工作过程和系统各部分功能

如图1, 关节型机器人从出发区开始沿引导线或者标志线前进, 当碰到0点处的行程开关 (十字引导线处) 时便停下, 并且记下0点行程开关被碰到的次数。此时货物被分别放置在A~F的平台上, 通过内部程序关节型机器人拾取物料。当机械臂回到参考点时, 关节型机器人继续前进。行至e点时, 关节型机器人触动了e点的行程开关, 经过程序处理, 一使ef段的传送带开始工作, 二使关节型机器人的机械臂动作, 将物料放置在传送带上。当货物经过传送带到达G、H、I三点时, 安装在这三点的色彩识别传感器就会分别检测货物的颜色, 当发现颜色符合色彩识别传感器内部程序的时候, 转化为数字信号给PLC。一使ef传送带停止, 二使对应的气缸动作, 推动货物至相应的收料槽。当机械臂回到参考点时, 控制后退电机运转, 拾取其他的物料, 重复以上操作。当触及0点行程开关的次数达到六次时, 而且机械臂回到参考点时, 机器人便会向停止区运行继续前进, 触及到d点行程开关时延时1min~2min, 确保到达停止区后便停止运行。

3 分拣机构工作过程

在e点安装一个行程开关, 当检测到机器人到达e点时, 通过PLC程序提取行程开关的上升沿来控制ef段的传送带开始工作, 并且控制关节型机器人将物料放置在传送带上。分别在G、H、I三点安装红、白、黑三色颜色传感器, 传送带将工件运送至G点时, 当G点颜色传感器 (红色) 检测到工件为红色时, G点颜色传感器发出信号, 通过PLC程序, 此时一使传送带停止便于物料停止位置和收料槽在一条直线上, 二使G点的气缸动作, 从而将红色工件送入对应的收料槽;若检测到G点工件不是红色, 则G点气缸不采取任何动作, 而是由传送带将该工件运送至H点;当H点颜色传感器 (白色) 检测到工件为白色时, H点颜色传感器发出信号, 通过PLC程序, 一使传送带停止便于物料停止位置和收料槽在一条直线上, 二使H点的气缸动作, 从而将白色工件送入对应的收料槽;若检测到H点工件不是白色, 则H点气缸不采取任何动作, 而是由传送带将该工件运送至I点;当I点颜色传感器 (黑色) 检测到工件为黑色时, I点颜色传感器 (X004) 发出信号, 通过PLC程序, 一使传送带停止便于物料停止位置和收料槽在一条直线上, 二使I点的气缸 (Y004) 动作, 从而将黑色工件送入对应的收料槽。当机器人的机械臂回到参考点并且末端执行器没有物料时候, 机器人回头拾取第二个物料。

4 实现关节型机器人的控制过程

工件装卸检测电路, 若机器人经过距离a点550mm处的工件装载点时, 通过光电传感器一来控制机器人暂停前进, 同时给PLC发信号启动关节型机器人实现物料的抓取。在抓取的过程中, 根据6个物料分布在以机器人停止点为圆心的圆周上面, 末端执行器采用气动真空抽吸和真空吹气的形式。当末端执行器吸有物料的时候, 光电传感器检测到有物料, 此时机械臂返回参考点, 当参考点的位置开关被触动, 才能使得机器人继续前进。送物料的时候同样的原理, 真空吹气, 末端执行器上面的传感器检测到没有物料, 而且机械臂回到参考点才能启动机器人进行下一个物料的拾取和循环。此时为了保证装载有工件的机器人能平稳运行, 必须将机器人手臂的位置 (参考点) 调整至与运行方向在同一平面内。直到从A~F工件全部装载完毕。

5 机器人运动矩阵方程式

为了便于理解, 我们以三自由度的关节机器人为例, 然后按照机座、关节及机械接口坐标系的确定方法确定坐标系的方向。

00与01坐标系的位置矢量关系式可用下式表示:

式中[0T1]为00和01坐标系间的其次坐标变换矩阵, 表示00坐标系经过[0T1]变换后与01坐标系重合;[T1]为关节1的运动矩阵, [T1, 0]表示01坐标系相对00坐标系的相对运动矩阵。

摘要：本文系统地介绍了整个仓储系统的运行模式和如何运用PLC实现仓储自动化的工作原理。首先根据已经给定的仓储模型, 选择中小型、安装要求不高、维护方便的各个点的行程开关、颜色传感器和气缸。运用气压驱动关节型机器人来实现物料的拾取和搬运。确保在拾取物料的准确度和稳定性。本文给出了利用三菱PLC控制系统完成智能拾取、分拣机构、入库的程序设计。该智能仓储控制系统给出了一种智能化、经济型的仓库自动化设计方案。

关键词：关节型机器人,运动矩阵,行程开关,物流智能化,分拣机构

参考文献

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[4]鲁晓春.仓储自动化[M].北京:清华大学出版社, 2002.

[5]李科杰.新编传感器技术手册[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2002.

探讨仓储智能系统的设计与应用 篇2

目前,在我国物流公司想要在当今社会发展迅速且竞争激烈的市场上鹤立鸡群,那就必须采用高效率的物流速度,这也在物流产业中占有重要的作用。以计算机辅助设计为基础,针对物品能够快捷方便的存取提出了智能化储物系统,该系统通过对微型计算机控制的运用,采取传动控制原理来进行工作,其设计比较规范合理,可以使物流仓储的空间得到充分的利用,使仓库内的非承重墙得到合理规范的设计。而且为了加强储物装置的相关安全防范能力,还使用有关报警系统并且对外壳加以硬化,不仅实现了自动存取物品,还起到了保险柜的作用,这样对一些重要物品的安全存放给予了保证。对仓储的智能化管理的有效利用,不仅可以提高工作效率和工作质量,使管理工作简单化,而且可以大大的提高物流的运行效率。

1 仓储智能系统结构设计

1.1 有关智能系统的组成部分分析

具体的智能系统包括电脑、打印机、控制系统、强电和机械这五个部分组成。对仓储系统中信息进行保存以及调取的工作依赖三个机构,首先是垂直升降,其能够实现使托盘根据系统要求送到需要保存位置的自动化,其次是托盘进出,其能够实现托盘根据系统要求送到或拉出其保存位置的自动化,再次是开门关门,其能够根据系统要求去取物口进行合理开启与关闭。整个系统只用了一个变频器来对三台电机进行带动,电机之间的切换主要是靠控制系统来实现。其中对于升降机构的电机在尾轴上进行了对编码器的安装,其工作方式主要为闭环调试,而其他的电机工作方式主要为开环调试。

1.2 对智能仓储系统的总体结构和相关工作流程进行分析

以前的人工仓储管理方式比较传统已经跟不上时代的要求,其工作效率相对来说比较低,入出库货物常常失误,而要实现自动化必须得通过仓储智能系统,该系统可以使这些问题得到有效解决,物品上面一般贴有电子仪器能够被识别的标签,不需要人工进行记录和辨认,就可以直接而迅速的把信息传输到相关系统上,该系统不用人工就可以持续而有效的监控仓库。

有多个环节存在系统的工作当中,其中有货物的入库和出库以及移库,对货物的数量进行盘查,对售出的货物进行细分,往全国各地进行分发工作。RFID技术被应用在该系统中,其技术比较先进,每一个货物都有特定的标志码,服务器记录着每个货物的相关属性,这样系统可以准确快速的识别每一个货物,这样就可以准确的知道货物的位置以及有关情况。为了使货物减少风险,保证安全,要在仓库的每一个方位都要监控到位,要对摄像头进行安装,另一方面采用了进行温湿度控制以及烟雾感应的传感器,这样实现了值班人员对仓库进行实时的远程监控,并可以及时进行有效的决策。货物入库的流程,一是对产品的标志码进行获取,二是把标志码当作一种依据再通过后台服务器对存储的货物信息来进行详细准确的查询,最后可以自动化的生成货物出入库的有关单据,在产品进入仓库的同时及时对货物的数量进行检查,看是否超标,一旦超标,便智能发出警报,系统将会自动停止货物的运行,相反,若没有超标,则货物就可以正常进入。关于货物的清查的相关过程,就是要明确需要进行清查的货物目前所在仓库的准确位置,以便自动预算出货物清查的数据,自动预算出的货物清查数据单,通过无线系统发送指令自动化识别信息,然后把相关数据信息通过后台服务器系统进行传达,同时进行有效的自动处理系统数据。

1.3 对仓储系统的结构以及其构件设计分析

系统的功能有基本信息的管理,库存货物的管理,货物出库的管理,库存货物的盘点分析等。基本信息有客户信息,工作人员信息、机构信息、货物信息等,库存货物的管理有入库货物通知单、输送货物凭证,货物装卸单都属于库存货物的管理,出库货物通知单包含在货物出库的管理中。

其中以大型钣金结构件来举例说明,它其中的托盘组件,安放位置是以抽拉式的形式放置在储存区域内,托盘的位置就是在紧靠它两边导轨靠上。关于导轨组件起着至关重要的作用,托盘组件的安放要选择好区域,同时要对存放货物的重量能够有效承受,其尺寸的精确程度与垂直升降定位的准确与否以及对货物存取的自动化息息相关。综合考虑把导轨做成钣金结构件最为合适,使导轨及其底板利用特殊的模具将其压制成型,利用点焊将两者连接起来。系统的存取货物的完成依赖于拨叉,存取货物时,必须保证全部拨叉同时进行,因此在拨叉上连接的滚子链要一致,节距以及链轮组连接距离要一致,尺寸的大小要一致,而且在组件上必须有机构用来对链条松紧状态进行调节,这样才能够满足要求。

2 智能仓储系统的应用

智能化的仓储系统在很多方面都被应用, 这是因为它的智能化管理,它可以相关资料的自动调取,自动及准确识别仓库内货物的信息,自动化远程报警,以及智能化的管理仓储的资料等方面。这里就用自动调取资料来举例说明,这项功能的具体内容是把相关能被特殊标签贴在相应的位置上,从而来自动的获取信息,这样就大大的节约了人力的时间。在自动报警功能中,其主要是对于库存货物出现的有关错误系统的程序来设定的,这样可以通过自动报警来提醒相关的工作人员来进行详细的分析,进行正确的改正和判断,快速解决产生的问题大大的提高工作效率。在智能化的管理仓储的资料功能中,它是对每一次的货物进出库自动生成相对应的单据,以及根据需要更改已经保存的资料,可以给供应链作出相关决策给予帮助,其提供信息十分及时。

3 结语

智能仓储控制系统设计 篇3

关键词：云计算技术,智能仓储管理系统,设计

1引言

云计算技术自其发展以来, 因为其本身对于传统IT产业的发展带来了一定的影响, 为此, 这一技术便逐渐成为社会中相关人士关注的焦点。现阶段, 为了适应时代的发展, 仓储管理系统也要与先进的信息技术相结合, 进行智能仓储储备系统设计。云计算技术本身作为IT基础设施交付与使用的基本模式, 能够满足智能仓储系统对于信息技术的要求。为此, 文章中针对云计算技术在智能仓储管理系统设计中的应用, 对具体的设计方法进行了分析。

云计算技术本身是一种可进行动态伸缩的虚拟形式的资源, 以互联网为基础的计算模式, 其本身最为基本的特征是在互联网中利用IT资源为相关服务提供资源, 其中主要包含计算能力、应用程序、存储能力以及编程工具等。在应用模式中, 当前云计算技术主要涵盖了基础设施即服务、平台即服务以及软件即服务几种应用模式[1]。基础设施即服务主要是利用虚拟化、动态化技术使IT基础资源能够构成资源库。资源池即计算能力的集合, 企业或终端用户可以通过网络获得自己所需要的计算资源, 运行自己的业务系统, 这种方式使用户不必自己建设这些基础设施, 只需通过对所使用的资源付费即可。在基础设施即服务之上是平台即服务, 除了基础的计算能力之外, 也具备业务开发运行的基本环境, 针对企业以及终端用户来说, 服务主要是为业务的创新提供了较低的成本。软件即服务是最上层服务模式, 这种软件在运用方面具有一定的便捷性, 无需安装, 用户可以结合实际需要, 为软件即服务提供商提供软件租赁的相关服务。

2基于云计算技术的智能仓储管理系统设计

2.1系统整体结构设计

云计算技术在智能仓储管理系统的设计中, 不仅有基础的用户管理, 同时也包括对于用户需求而言的仓库管理与物流管理相关服务[2]。用户管理即针对用户登录以及权限判定等方面进行的管理手段, 结合系统当中之前储存的数据表信息, 对用户的存在状态进行判断, 重点判断用户所拥有的模块权限, 在此基础上为用户提供不用功能的菜单, 进而为用户提供各个级别的服务。文章中的云仓储智能管理系统的设计, 主要是在SSH2框架的基础上进行实现的, 通过对该框架的利用, 以此实现B/S架构系统。要将核心软件投放至服务器内, 而用户只是运用浏览器便可直接进入系统, 享受服务。具体系统软件架构如图1所示。

在进行仓库管理与物流管理时, 主要可以运用R F I D与GP S定位两种智能技术, 通过智能技术的运用, 将所搜集的信息及时上传到智能仓储管理系统中, 后台数据库将其进行储存, 为数据应用提供便利[3]。RFID技术一般应用于仓库物资信息的搜集, 其中也涵盖了采集出入库物资信息、采集货架中物资与定位信息。前者一般只需要在物资进出时进行启动, 而后者因为其本身是实时采集, 为此在进行信息采集时则需要进行实时的数据更新。另外, GPS定位技术一般应用在物流信息的跟踪, 所获取的数据通过GPRS通信网络以及以太网传递至系统中。

2.2仓库管理模块设计

2.2.1展示货架信息

展示货架信息这一环节主要呈现了RFID技术在采集信息准确与全面性方面的优势, 主要是对仓库中货架所对应货位的物资储存信息进行展示。仓库中的物资一般都有其相对应的信息RFID电子标签, 这一电子标签在物资储存期间一般会附着在其包装外部。与此同时, 仓库货架的特定位置进行RFID阅读器的安装, 结合固定的程序设计进行设计, 在此环节下, 阅读器则会对其负责范围内的电子标签进行信息阅读, 并利用所连接的网络和位置信息对应的物资数据, 将其上传到智能仓储管理系统中。而系统方面一旦监听到信息数据, 这时则要对数据库之前所储存数据进行实时更新。对于接收的数据, 则要遵循数据通信协议概念对其进行分析, 并将其传输至数据表中进行储存[3]。进行页面设计主要可以实行图形及数据二者合一的可视化模式, 针对页面的具体请求调查某一仓库中货架物资的储存信息, 随后系统将会自动调取最新的信息并进行显示。

2.2.2管理出入库信息

对于入库信息的管理主要是对于各个待处理入库单而言, 其中主要包括调取入库单、扫描数据修改以及入库物资审核结果与数据的保存处理等几方面。其中入库单主要是上层管理人员进行推送, 也是在入库前系统中已经存在的单据。在这一部分中也运用了RFID智能识别装备, 其主要的实施过程为:仓库入口处设置RFID阅读器, 一旦RFID物资需要入仓, 则会有一段时间的停留, 那么之前所设置的阅读器将会自动读取标签中所包含的信息, 按照数据通信协议将其传输至智能仓储管理系统中[4]。系统将会根据相关协议进行数据解析, 解析之后将其转移至后台数据库, 为页面请求提供支持。系统的入库页面则会利用数据将其实时显示出来, 将其和入库单内的物资进行比较, 提供物资审核的具体结果。

2.3物流管理模块设计

2.3.1物流跟踪

物流跟踪主要是对已经出库的物资车辆进行全程跟踪并管理, 其中包含了对于车载物资跟踪、车辆位置跟踪两种。车载物资跟踪主要将出库单作为基本的单位, 用户在进行查询时也要将出库单作为基本的查询条件。而车辆位置的跟踪一般会与车辆定位有关, 也就是确定车辆位置的经纬度[5]。在这方面一般会采用以下两种解决方进行解决:其一, 运用GPS模块进行经纬度信息的采集;其二, 运用Android客户端进行经纬度信息的确认。物流跟踪的实现方案图如图2所示。

2.3.2管理物流信息

物流信息的管理主要是将出库单作为单位, 在此基础上为其提供物资接收之后信息管理的相关功能, 其中也涵盖了调取出库单、货物接收数量确认以及收货的处理几方面。其中, 处理流程和入库信息管理处理两者的过程存在一定的相似性, 主要是因为进行了简化处理。物流信息管理过程主要有:在物资到达接收现场之后, 相关人员在系统中调取其所对应的出库单, 获得物资清单;经过现场人员的确认之后, 将物资实际到达数量输入至系统中并进行确认, 结合物资实际到达的基本状况进行最后的确认;再由系统进行自动判断, 对物资到达齐全给予提示信息。

3结束语

文章中通过对云计算技术在智能仓储系统设计中的应用, 从系统整体结构、仓库管理模块以及物流管理模块三个方面对设计的具体应用进行了阐述。通过分析可知, 云计算技术以其自身先进的技术活跃在各个行业中, 并且为仓储系统的开发提供了一定的技术支持。

参考文献

[1]张金良.基于RFID的仓储管理系统开发[J].数字通信世界, 2016, 06:14-15

[2]孙晓琳.基于云模式的智能仓储管理系统研究[D].武汉理工大学, 2014

[3]毕晓东.移动智能仓储管理系统设计[J].软件导刊, 2014, 07:95-96

[4]王俊修, 谭林.智能仓储物联网云平台设计与研究[J].警察技术, 2013, 02:16-18

智能仓储控制系统设计 篇4

在管理系统中我们采用CAN总线来实现数据信息的传输,CAN总线以其特有的多主机工作方式,在数据通信方面有突出的可靠性,实时性和灵活性,而且它的错误节点具有自动关闭输出的功能,不会影响整个系统的正常运行,这样CAN总线成为仓储管理系统中最有发展潜力的现场总线。管理系统结构框图如图1所示,每层货位由一个单片机系统管理,由上位机通过数据库对整个仓库信息进行管理,通过CAN总线与单片机系统进行通讯,单片机系统根据上位机指令对货架进行管理。

我们设计的CAN总线智能节点系统中,节点主控制器是整个控制系统的核心,CAN总线控制器对内要实现CAN总线协议规定的物理层和数据链路层功能,对外内实现主控制器和总线驱动器的数据链路层接口功能,通过编程的方式可以自由设定各种工作方式以及工作状态。CAN总线驱动器提供CAN控制器和物理总线的接口,总线驱动器的性能决定了总线接口、总线终端、总线长度和节点数,是影响整个总线网络通信性能的关键。

1 CAN总线控制器

CAN总线控制器采用Philips半导体公司生产的独立CAN控制器SJA1000,它是早期PCA82C200 CAN控制器(Basic CAN)的替代品,增加了一种新的工作模式(Pelican),这种模式支持具有很多新特性的CAN2.0B协议。经过简单的连接和正确的设置,SJA1000能够自动完成CAN总线物理层和数据链路层的封装/拆装、出错检测、串并转化等功能。SJA1000的接口电路如图2所示。

2 CAN总线驱动器

总线驱动器采用PCA82C250作为协议控制器和物理传输线路之间的接口,对总线提供差动发送能力,对CAN总线控制器提供差动接收能力,它可以用高达1Mbps的位速率在两条有差动电压的总线电缆上传输数据,在额定电压为12V的CAN总线系统中使用。

PCA82C250有三种工作模式:高速模式、斜率控制模式、待机模式。模式选择通过改变Rs引脚阻值来控制,如果我们的总线采用使用非屏蔽电缆时,可以在Rs引脚对地之间加入适当阻值得电阻,可以将工作模式设置为斜率控制模式,此模式在数据传输过程中传输速度降低,可以有效地减少电磁干扰。如果我们的系统采用电池供电,对功耗要求比较严格则可以设置为待机模式,在需要进行数据传输或控制时,给Rs引脚加入一个高电平,,在待机模式中传输一个报文可以将系统激活,从而使收发器回到高速或斜率控制模式。本设计选择斜率控制模式,Rs阻值为47K,再接一个47K的电阻分流后接地。PCA82C250的硬件电路如图3所示。

3 CAN总线智能节点的软件设计

CAN总线智能节点主程序流程图如图4所示,系统上电后根据SJA1000的硬件和软件连接设置主控制器,根据选择的模式、验收滤波、位定时等设置SJA1000。在应用过程中主控制器激活SJA1000并发送报文,同时对SJA1000接收的报文进行处理,对通信期间发生的错误也要进行处理。

智能节点的软件模型主要分成四部分:CAN总线数据通讯部分、总线控制协议部分、数据链路层部分和具体数据应用部分。在每个智能节点中,CAN基本通讯部分和总线协议部分上是完全相同的;数据链路层也需要具有相同框架,仅在具体数据应用部分因节点功能不同存在区别。

CAN总线在组网和通信功能上的优点以及它的高性价比决定了它在许多领域都有广阔的应用前景和发展潜力,而且在CAN总线系统所有的节点都可以作为发送数据的主节点与其他的节点进行通信;对于CAN总线上的数据帧都可以设定优先级别增加了数据处理的实时性;CAN总线在数据传输过程中采用独特的物理层和数据链路层设计,能够大大加强数据的抗干扰能力。CAN的上述特点使其成为诸多工业测控领域中首选的现场总线。参考文献

参考文献

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[2]张慰兮,王颖.微型计算机(MCS-51系列)原理、接口及应用[M].南京:南京大学出版社,1999,3.

供电企业智能化仓储系统应用研究 篇5

河南省电力公司商丘供电公司电能表智能化仓储系统于2012年7月成功投入运行, 总投资248.48万元, 电能表库场地尺寸为18m×7.5m×3m。智能化仓储系统由立体货架、巷道式堆垛起重机、进出库工作台和自动化操作系统组成。立体货架是钢结构体, 货架内是标准尺寸的货位空间, 巷道式堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中, 完成存取货工作。管理信息由大型数据库系统存储, 计算机控制自动设备连续作业, 并进行合理的货位选择, 保证了仓储管理的高效率。智能化仓储系统大大提高了仓储管理和物资调动作业的准确率, 同时提高了物流效率。

1 智能化仓储系统构成

1.1 库区设备

库区主要由货架、动力输送设备、集放设备、传感器等组成。货架采用独立的钢结构系统, 每层均有存储功能, 具备足够的强度和稳定性。货架立柱材料采用上海宝山钢铁股份有限公司生产的SS400冷轧钢卷, 严格保证生产加工精度和防腐防锈性能。库区设备可根据库房的长、宽、高等条件灵活布局, 每层均装有传感器, 使用物联网技术对存储物资或电能表进行感知定位, 并把信息传递到后台计算机, 以得到最佳的存储位置。

库区以电能表周转箱垛 (叠放2只周转箱) 为基本存储单元, 周转箱垛尺寸为720mm×450mm×232mm, 每个货位存储1个周转箱垛。每只周转箱满箱可存储12只单相表或4只三相表, 所以一个周转箱垛可存储24只单相表或8只三相表。周转箱垛既有利于搬运, 也有利于散盘管理。商丘供电公司电能表智能化仓储系统库区设置4排17列5层共340个货位, 每个货位存储2个周转箱, 可存储8 160只单相表。系统出入库能力为每分钟30只单相表。

1.2 输送设备

智能化仓储系统采用辊道输送机输送货物。辊道输送机主要用于周转箱垛输送, 运行平稳可靠。辊道输送机及出入库站台通过电机驱动, 由光电管检测器件控制输送物品的启停。商丘供电公司电能表智能化仓储系统共使用8台辊道输送电机, 即4台固定式辊道输送电机和4台带升降功能的辊道输送电机。固定式辊道输送电机采用R17DR63M4/BR/HR型电机, 带升降功能的辊道输送电机采用SAF37DR63L4/BR/HR型电机, 均由SEW传动设备 (广州) 有限公司生产。

1.3 识别设备

智能化仓储系统安装有射频门, 采用RFID (Radio Frequency Identification) 技术 (即射频识别技术) 识别货物。供电企业电能表使用RFID复合标签, 射频门安装在工序分界点, 电能表在自动输送系统的输送下通过射频门, 在输送不停止的条件下, 通过射频门完成整批电能表的群读、录入、识别、确认, 并把识别的信息通过通讯链路批量传递给控制系统和信息系统。供电企业智能化仓储系统RFID技术的使用频率为840MHz~845MHz和920 MHz~925MHz, 该频段电波的绕射能力较强, 障碍物对电波传播的影响较小。

1.4 搬运设备

智能化仓储系统采用双轨穿梭堆垛机搬运货物。双轨穿梭堆垛机由行走电机通过驱动轴带动车轮在双地轨上做水平行走, 由提升电机带动载货台做垂直升降运动, 由载货台上的货叉做伸缩运动。通过上述三维运动可将指定货位的货物取出或将货物送入指定货位。搬运设备无天轨, 因此它不受库房场地高度的限制, 低矮库房也可以建设。双轨穿梭堆垛机上安装了若干传感器, 用传感器感知双轨穿梭堆垛机的位置, 并通过红外光通讯链路实现信息交互。商丘供电公司电能表智能化仓储系统采用DQB101型巷道式堆垛起重机, 整机高度为2400mm, 最低货位高度为450mm, 升降行程为1 300mm, 货叉行程为810mm, 额定起重量为50kg, 走行速度为60m/min, 升降速度为12m/min, 货叉速度为16m/min。穿梭堆垛机是智能化仓储系统中的核心设备, 它必须具备作业高度高、停位精度高、速度快等特点。

1.5 控制柜及元器件

控制柜内动力线和控制线采用分槽布线方式, 减少干扰, 提高可靠性和稳定性。控制柜进出线均采用端子接线 (下进下出) 。控制柜上设置有指示灯, 用做系统运行/停止指示, 在设备发生故障时, 指示灯闪烁反映设备故障。在操作台设置电源钥匙开关、远程/本地控制开关、启动按钮、停止按钮、急停按钮和相关指示灯, 操作按钮指令接入控制系统中, 从而控制设备的启停。

1.6 数据服务设备

智能化仓储系统配置1台数据服务器, 为IBM公司X3400M3塔式服务器, 主要用于完成仓储智能调度管理过程中的统计数据、任务数据、设备管理数据及设备故障信息等的数据存储;配置1台UPS (Uninterrupted Power Supply, 不间断电源) , 为计算机和网络交换机提供备用电源;配置1台网络交换机, 交换机的16个网络口通过WEB服务器连接企业的网络, 实现仓储调度信息通讯;配置1个仓储智能调度操作站, 为全库区的设备进行监视和控制, 完成设备的实时在线监视功能、实时故障显示功能、一定时间内的调度任务和历史故障查询功能等。

2 智能化仓储系统特点

2.1 自动化程度高

智能化仓储系统的存储库区为封闭系统, 只有一个出入库通道。货物经出入库通道、输送系统、穿梭堆垛机自动输送到存储库区, 不需人工搬运到存储区域。需要盘点库区时, 智能化仓储系统可完成自动盘点功能, 即系统自动把库区内所有物资逐一输送到检测装置处进行识别, 识别后自动送回原位, 最终给出盘点后的盈亏信息。

2.2 安全性好

智能化仓储系统充分考虑安全性, 库区内正常情况下禁止人员进入, 防护栏一旦被打开, 则整个系统停止运行。系统停运后, 可人工从存储货架上搬运货物, 搬运的货物需人工补充到仓储物流应用软件系统中。若没有人工搬运过货架物资, 则系统无需盘点, 系统每月或一段时间会自动给出库存表。

2.3 系统兼容性好

商丘供电公司电能表智能化仓储系统建成后, 与河南省电力公司电能表智能化仓储系统成功对接, 提高了物流管理水平和物流配送效率;与电能表自动化检定系统成功对接, 实现了“整体式授权、自动化检定、智能化仓储、物流化配送”的建设原则。

摘要：本文介绍了商丘供电公司电能表智能化仓储系统的构成、特点和应用情况。

关键词：供电企业,智能化仓储,电能表

参考文献

智能仓储控制系统设计 篇6

随着市场竞争的日益激烈, 如何提高生产效率、降低运营成本、提高市场竞争力等已成为企业迫切需要解决的问题, 而物流仓储有效管理是企业降低成本的关键所在[1]。传统的物流仓储管理已经不适合信息化建设的要求, 伴随着无线射频识别 (Radio Frequency Identification, 简称RFID) 技术的出现、发展、成熟和广泛应用, 高效、智能、快捷的物流仓储智能管理系统可以大大节约物流成本, 提高物流效率, 产生较高经济和社会效益。

1 系统特点

本系统中, 物流仓库管理与RFID相结合, 能够高效地完成各种业务操作, 改进物流仓储管理, 提升效率及价值;提高物品出入库过程中的识别率, 可不开箱检查, 并同时识别多个物品, 提高出入库效率;缩减盘点周期, 提高数据实时性, 实时动态掌握库存情况, 实现对库存物品的可视化管理;大大提高拣选与分发过程的效率与准确率, 并加快配送的速度, 减少人工、降低配送成本;可以精确掌握物资情况, 优化合理库存;具备物品运输、物流配送、货物追溯等功能, 真正实现物流仓储过程的信息化和智能化, 大大提高企业核心竞争力。

2 R FID技术概述

RFID即射频识别技术, 是一种非接触式的自动识别技术, 它利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的, 识别工作无须人工干预。RFID技术在物流领域广泛应用于货品的识别、跟踪、定位及仓储管理[2]。RFID系统通常由读写器、电子标签、天线及计算机控制端组成, RFID系统工作原理如图一所示。

3 R FID在物流仓储管理中的优越性

在物流仓储管理方面采用射频识别技术, 只需要在货物的外包装上安装电子标签, 在仓储运输检查站或中转设置阅读器, 就可以实现资产的收货、入库、盘点、配装、出库、运输各个环节的可视化管理。在运输过程中, 阅读器将电子标签的信息通过卫星或电话线传输到运输部门的数据库, 电子标签每通过一个检查站, 数据库的数据就得到更新, 当电子标签到达终点时, 数据库关闭。与此同时, 货主可以根据权限, 访问在途可视化网页, 了解货物的具体位置, 这对提高物流企业的服务水平有着重要意义。

4 系统设计

基于RFID的物流仓储智能管理系统是一个集物品收货管理、储位管理、物品出入库管理、物品盘点管理、运输、物流配送、货物追溯等功能于一身的完整系统, 实现了整个物流仓储过程的信息化和智能化, 大大降低了物流成本, 提高了物流效率[3]。该系统的总体框架如图二所示。

4.1 仓储子系统

入库时, 在成品包装车间, 先将RFID电子标签贴在产品上, 成批装箱后贴上箱标, 需打托盘的也可在打完托盘后贴上托盘标;包装好的产品由装卸工具经由RFID阅读器与天线组成的通道进行入库, RFID设备自动获取入库数量并记录于系统, 如贴有托盘标的, 每托盘货物信息通过进货口读写器写入托盘标, 同时形成订单数据关联, 通过计算机仓储管理信息系统运算出库位 (或人工在一开始对该批入库指定库位) , 通过网络系统将存货指令发到仓库客户端 (或叉车车载系统) , 叉车员按照要求存放到相应库位。入库完成后, 系统更新库存资料, 并标注各批次货物的库位信息。

出库时, 物流部门的发货人根据销售要求的发货单生成出库单:即根据出库优先级 (比如生产日期靠前的优先出库) 向仓库查询出库货物存储仓位及库存状态, 如有客户指定批号则按指定批号查询, 并生成出库货物提货仓位及相应托盘所属货物和装货车辆。领货人携出库单至仓库管理员, 仓管员核对信息安排叉车司机执行对应产品出库。叉车提货经过出口闸, 出口闸RFID阅读器读取托盘上的托盘标获取出库信息, 并核实出货产品与出库单中列出产品批号与库位是否正确。出库完毕后, 仓储终端提示出库详细供管理员确认, 并自动更新资料到数据库[4]。

4.2 运输子系统

根据建立的全国重点区域物流仓库及重要中转站的电子地图, 通过GPS技术和GIS技术确定最佳的货物运输方式及运输路线, 并通过安装在货车上的车载式RFID读写器通过GPRS无线网络传输传送回信息中心物流管理软件平台上, 实现对运货车的实时追踪。

4.3 配送子系统

物流配送是按照客户的要求, 将货物在指定的时间内安全送达指定地点, 交付客户的服务活动[5]。安装了RFID系统之后, 通过各类数据终端采集器及相应的信息处理系统, 可以实现货物的自动归类分拣、拆装、分送, 提高了物流配送效率。

4.4 货物追溯子系统

采用RFID技术之后, 货物的进销存及运输、配送等环节, 都进行不间断的信息采集, 可以实现对货物的全程监控。一旦出现问题, 便可以追根溯源, 很快的找到问题环节与原因, 便于及时处理, 将损失降到最低限度[6]。安装了RFID系统之后, 货物通过安装在其上的电子标签主动的向RFID发送信息, 供RFID读写器读取。一旦RFID读写器读取不到货物电子标签发送的信息, 就表明货物有可能丢失或者其电子标签损毁, 就可以马上采取相关补救措施以减少损失。

4.5 系统信息管理子系统

充分考虑系统的扩展性与安全性, 提供合理的、确保系统安全的工具。系统管理主要完成系统运行参数的校正、维护, 完成权限分配、数据表单的增加、修改、删除等操作。同时具有完备的登录程序 (用户名和口令) 。不同的人员赋予不同的权限, 由系统管理员进行设置。系统中还提供了一键数据备份与恢复功能, 进一步保证了业务数据的安全性与连续性。实践表明, 通过对仓储信息的数据分析和监控, 进行实时反馈, 实现物流、信息流的同步, 能够有效的解决仓库物品管理的自动化和智能化。

5 结束语

基于RFID的物流仓储智能管理系统成功解决了现代物流行业中因信息化、智能化水平不高存在的诸如物流成本高、效率低等大量亟待解决的问题, 通过本项目的实施, 简化了管理流程、降低了人员的劳动强度和管理成本, 提高了生产效率和市场竞争力。

参考文献

[1]任艳斐.基于RFID技术智能仓库系统的实现方案探讨[J].计算机光盘软件与应用, 2013, (05) :60-61.

[2]李立强, 申振, 廖国琼, 等.基于RFID的智能货架设计与实现[J].数字技术与应用, 2013, (01) :130-131.

[3]张洋洋, 陈进.基于RFID的离散制造车间实时数据采集系统的设计与实现[J].江南大学学报 (自然科学版) , 2013, 12 (01) :54-58.

[4]瞿德智.基于RFID技术的数字化仓储管理应用探索[J].轻工科技, 2013, (09) :98-100.

[5]刘魏.解析RFID技术在仓储管理系统中的应用[J].广东科技, 2013, 22 (14) :37-38.

智能仓储控制系统设计 篇7

随着土地成本及人工成本的增长,以及电力系统本身的自动化需求,智能仓储系统将是电力行业计量领域的发展趋势。电力全自动化智能仓储系统建成之后,不仅能满足仓储及出入库的需求,而且将与营销系统、检定系统等进行无缝衔接,形成有机的统一体,在大大提高检定、物流效率和服务水平的基础上,明显提高物流效率和降低物流成本,全面提高电力行业的物流管理能力。

一、主要应用的设备

1. 应用对象

周转箱为仓储系统的基本存储单元,具有唯一识别的RFID标签,用于存储待检、合格或不合格的单、三相电能表,低压电流互感器,终端等设备,单相电能表12只/箱,三相电能表、终端等4只/箱,低压互感器12只/箱。此外,5个叠放的周转箱(含箱内设备)总重量应不大于100kg (大尺寸周转箱按3个叠放计算)。

2. 主要应用的设备

周转箱库货架:牛腿式工业货架。

托盘库货架:横梁式工业货架。

周转箱堆垛机:双立柱、双货位堆垛机(立柱材料为高强度优质碳钢或采用铝合金结构)。

托盘堆垛机:双立柱、单货位堆垛机(立柱材料为高强度优质碳钢)。

拆、码纸箱机器人:位于到货作业区,实现纸箱的自动拆码托盘。两台机器可同时拆垛、码垛;也可一台拆垛,另一台码垛,互为备用。

穿梭车:安装于库前作业区,用于将托盘货物从链条输送线搬运到托盘堆垛机货物站台。

自动开箱机:将装满计量设备的纸箱的上箱盖通过刀片或激光划开,替代人工划纸箱的繁琐工作。通过吸尘工艺,将划纸箱产生的碎纸屑回收。

电表输送线:用于输送电表周转箱,拆包人员规范地将裸表放在输送线上的周转箱内。

射频识别装置:嵌在周转箱内的RFID标签进入磁场后,发送出储存在芯片中的周转箱信息(或主动发送某一频率信号),读写器读取信息后将其送至信息系统进行有关数据处理。

视频监控系统:包括枪型摄像头、球形摄像头及配套硬盘录像机等高清摄像设备。视频设备应能实现对仓储系统内各作业流程运行情况的实时视频采集,并能接入上位系统视频接口,完成视频数据传输、远程控制等操作。

其他设备:自动(或半自动)堆高车,电动叉车,辊筒输送机,链式输送机,托盘(或周转箱)拆叠盘机,链板伸缩机等。

二、信息化与自动化的实现

1. 信息系统功能要求

●实现仓库、库区及储位管理功能,包括仓储库房的门禁管理、库前作业、自动化立体表库、拆包及缓存。

●实现出库、入库、盘点等管理,支持均匀存放、先进先出、按批次出入库等多种存储及出入库策略。

●实现实时库存查询,库存量预警功能、货物存留超时报警功能。

●实现对各个作业环节及各种设备运行状况的实时监控,实时监控数据应支持仿真模拟显示。组态方案由乙方提供,由甲方确认。

●仓储系统应能调整运行方式,可人工下达仓储任务,设定某个特定单元的处理过程,可实现单台装置控制操作。

●实现系统用户及权限管理,自动记录仓储方案维护、手动操作、软件升级情况等信息,保证系统操作安全。

●作业环节的异常情况,特别是影响人身、设备安全的,应有报警提示功能。报警信息实行分级控制,应包括故障类型、故障点位置等信息并以不同颜色区分报警级别、类型等。故障界面应能即时自动弹出。报警信息均应至少储存30天。

●仓储系统应能输出仓储记录、仓储情况统计等报表。报表可导出为EXCEL或WORD文档保存。报表及与相关系统交流的综合信息的设计,应采用电力行业规定的统一数据格式。

●配合计量中心生产运行系统厂家的接口调试工作,按国网公司统一制定的《省级计量中心生产运行系统》规范要求,实现与计量中心生产运行系统(该系统是由甲方建设的,用于整合检定系统、仓储物流系统、RFID系统等,满足甲方生产、调度管理需求的独立的管理信息系统)的无缝对接。

●生产调度平台的各接口,如图1。

2. 控制系统的主要功能

控制系统属于整个系统三层体系结构中的设备控制层,控制系统配置如图2。输送设备是系统控制的主体,通过对设备上电气元器件的自动控制来完成设备控制层的物流任务。同时通过现场总线网络,传递控制过程的实时信息,通过工业以太网将电控系统与上位管理、调度、监控系统连接起来,一方面为集中监控层提供现场运行数据和物流信息,另一方面接受集中监控层向下发布的物流任务,实现物流活动。

手动模式:对单机设备(如拆叠盘机、拆叠箱机等等)提供手动操作功能,在手动方式下,可以人工对各功能进行手动操作。

自动模式:在自动控制方式下,自动进行货物输送;控制系统接收由上位计算机下达命令后,对各输送设备实施自动控制,包括电机启/停、执行机构的动作等,满足工艺流程的要求。

紧急停止及故障报警:系统具有紧急停止操作功能。当发生紧急情况时,按下急停按钮后,该段内控制系统所控制的设备必须全部停止运行,在主控柜上转动钥匙开关后可以切断动力电源。紧急情况解除后,须经故障确认,系统方可恢复正常工作。系统所控制的设备出现故障时,能自动诊断并产生相应的声光报警信号提醒操作人员及时处理。

实现当出现断电停机时,系统保护原有数据,恢复正常时,能接续原状态继续运行。

三、系统流程设计

1. 应用案例

以河北省电力公司计量中心为例,该计量中心属于新建项目,其中自动化仓储库房建筑的长宽为56米×43.4米,高20米,与计量中心主楼相邻,主楼1楼层高4.8米,2至7楼层高4.4米。智能仓储库房三维效果图,如图3。

主楼2楼为低压电流互感器自动化检定流水线,3、4楼为单相电能表自动化检定流水线,5楼为三相电能表、用电采集终端检定流水线。自动化库房与各层流水线通过输送线进行平层对接。

2. 流程设计

智能仓储系统设计包括出入库作业区、出入库暂存区、立体仓储区、输送接驳区、新品拆包区、自动装箱区等功能区域。在智能仓储及输送系统各个信息环节配置信息自动识别终端或手持终端用于新表入库、检定出库、检毕入库、配送出库、空箱回库等操作。

(1)作业流程

新品到货时,统一采用纸箱进行包装,纸箱上贴有一维条码。通过伸缩链板机将纸箱新品进行卸车操作。然后,通过输送机将纸箱新品输送到射频门,由信息自动识别系统采集计量器具,进行信息校验,信息异常的由异常口剔除,信息正确的新品纸箱通过输送机送到机器人码垛位置。机器人自动将纸箱新品码放到空托盘上,通过信息自动识别系统实现计量器具与托盘信息的绑定。码盘结束后通过穿梭车、输送机,将整托盘新品输送到入库站台,并生成入库任务,堆垛机将托盘新品输送到指定货位进行存储,任务完成后将信息上报给生产调度平台。

(2)空托盘组供给流程

当空托盘缓存工位没有空托盘垛时,系统自动下达空托盘垛的出库任务。堆垛机和输送机将空托盘垛搬运到一楼穿梭车接货站台,穿梭车取货后,搬运到空托盘垛出库站台,空托盘垛通过拆盘机进行拆盘。单一空托盘输送到机器人码垛位供给新品入库码盘使用,并通过固定条码扫描器扫描托盘条码,获得托盘条码信息。

(3)人工码盘入托盘库流程

当码垛机器人出现故障或其他设备故障无法自动码盘时,需要进行人工码盘入库。现场操作人员利用手持终端或自动条码扫描设备扫描空托盘条码,生成入库信息。通过尺寸检测装置进行托盘垛外形检测,固定条码扫描器进行信息检测,检测合格则仓储管理系统自动分配货位,由输送机、穿梭车和堆垛机将实托盘搬运到指定货位,生成库存信息,并上传给生产调度平台。

外形尺寸检测不合格则退出,LED显示错误信息,人工进行处理。

(4)新品拆包流程

仓储系统接收生产调度系统指令,将新品实托盘通过堆垛机、输送机、穿梭车输送到机器人拆垛站台,通过机器人进行拆垛。机器人将单一纸箱摆放到纸箱输送机上,输送到人工拆包站台,人工将纸箱取下,放在工作平台上进行拆包作业,将单一计量器具摆放到裸表输送线上输送到自动装箱区。

裸表输送线安装有适合不同计量器具摆放所需要的电表托盘。电表托盘应有限定电表摆放方向、位置的卡槽,以规范裸表的摆放位置。不同种类的电表托盘数量应满足人工拆包和自动装箱两个流程之间的节拍配合需要,并有一定冗余。

拆垛产生的空托盘,通过托盘叠盘机进行托盘叠盘操作,然后由仓储系统下达入库任务,将空托盘垛输送到存储区进行存储。

(5)自动装箱流程

当新品进入拆包流程时,仓储系统同时下达空周转箱出库指令。空周转箱垛通过堆垛机、输送机输送到自动装箱作业区。拆箱机自动将周转箱垛拆成单周转箱,并根据需求送至不同位置的自动装周转箱机器人作业线上。装箱机器人自动抓取裸表,以3只裸表为一组依次放入周转箱内,放满裸表的周转箱输送到视觉识别和RFID信息采集单元,将周转箱内裸表信息与周转箱RFID标签信息进行绑定,并上传给物流管理系统数据库;裸表摆放正确无误并已完成信息绑定的周转箱输送至自动叠箱机处,进行自动叠箱作业,将装满电表的周转箱叠成五箱一垛或者三箱一垛,通过输送机输送到各周转箱巷道的堆垛机取货站台,由堆垛机送入到周转箱库内。

当装满电表的周转箱通过视觉识别系统和RFID进行信息采集出现异常,如存在裸表摆放方向、位置不正确,无法采集数据或采集数据出现错误等情况时,输送到人工纠错工位,进行人工纠错处理。人工纠错工位应有错误提示终端,向纠错工人显示错误信息和处理方法。处理后的周转箱再输送到叠箱机工位进行自动叠箱后,输送到库内,完成入库作业。

(6)空周转箱供给流程

当拆盘缓存位空闲时,系统自动生成空周转箱组出库任务,通过堆垛机和输送设备将空周转箱组输送到拆盘机处,拆成单一周转箱供给新品装箱用。

若完成电表装箱流程后,仍有空周转箱垛剩余,应通过单独的转载机构自动转载至回库输送线。

如果需要大量空周转箱,可以由人工在中控室或是拆包区的操作终端上,下达空箱出库命令,系统连续将空周转箱组输送到需要的区域站台。

(7)检定出库/回库流程

●检定出库流程

自动化检定系统包括单、三相电能表自动检定流水线,低压电流互感器检定流水线、用电信息采集终端自动化检定流水线等。

仓储系统接收到检定系统的生产检定计划,根据检定计划分配出库货位自动生成任务,由堆垛机、输送机对指定货位的周转箱组进行搬运,由仓储系统输送至相应楼层的检定出库输送线,通过RFID信息自动识别系统进行信息校验,信息校验无误后,输送至提出供货需求的自动化检定流水线位置,完成库区存储设备的检定出库流程。

●检定后回库流程

自动化生产线检定后的计量器具,分别按规则(品规、状态一致)进行组箱组盘工作,将配好盘的周转箱垛输送至仓储系统接驳口,仓储系统通过RFID信息自动识别系统获取配盘数据,并生成入库任务,自动分配货位,由输送机、堆垛机送到指定的货位,更新库存信息。

(8)计量器具周转箱出库流程

仓储系统根据配送计划,下达计量器具周转箱出库指令,堆垛机将周转箱(组)由立库中取出,通过库前输送系统输送到指定出库口,经过拆盘机将周转箱组拆成单箱,通过自动识别系统进行信息校验,出库信息校验合格无误后,将单箱经输送机输送到伸缩链板机上,通过伸缩链板机输送到车箱内,由人工将周转箱取下,码放在车箱内,完成出库作业。

(9)空周转箱回库流程

配送返回的空周转箱入库作业时,由人工将规格相同的周转箱依次放在伸缩链板机上,伸缩链板机反向将空箱输送到入库输送机上(原出库输送机反向运行),通过固定条码自动识别系统采集周转箱信息,由周转箱叠盘机将空周转箱叠成一垛后,仓储系统自动生成入库货位,通过输送机和堆垛机将空周转箱组搬运到指定货位存储。

(10)空托盘回库流程