自动化立体仓库系统（精选10篇）
自动化立体仓库系统 篇1
自动化立体仓库中出入库传输设备自动控制系统中的重点是货品运动控制系统。动态对货品运动进行路由分配, 自动化立体仓库调度系统能够实现对仓库出入库任务进行管理和调度以及避免系统中并发任务时发生路由冲突等相应的功能, 这样就简化了仓库中货品运动控制系统。
自动化立体仓库中自动化设备的主流控制系统有两种解决方案: (1) PLC集中控制系统; (2) Field Bus控制系统。目前自动化立体仓库中堆垛机自动控制系统使用最为广泛的是PLC集中控制系统。PLC集中控制系统的核心是PLC, 上位机通过通信借口和PLC进行信息传递, 收集来自设备传感器系统的各类信息, PLC控制软件做出相应的控制输出, 对需要进行出入库操作的自动化设备进行控制, 从而实现仓库中货品的流通和存取。将仓库运行的实时信息通过通信借口回馈给上位机, 使得仓库实时监控系统对仓库中自动化设备的实时监控。
1 仓库管理与控制系统基本组成结构
物流管理信息系统主要是对货品在仓库中各种信息的管理。有货品出入库管理, 以及货品数量的盘点等信息。
仓库自动化设备监控系统主要是对自动化立体仓库中自动化设备的运行状态, 运行位置等相关信息进行实时管理的子系统。
设备自动化控制系统主要是对自动化设备的运行状态进行控制。
根据客户以及货品的具体情况对仓库储区和货位进行分配;根据仓库中自动化设备的分布和运行状态对出入库任务进行合理的调度;对仓库中自动化设备的运行状态进行实时监控;对物流中各设备进行实时控制;通过通信网络对仓库进行实时通信。根据信息流动和处理过程的不同, 自动化立体仓库管理与控制系统又可以分为货品管理模块、出入库管理模块、仓库通信模块以、仓库实时监控模块以及自动化设备控制模块。
(1) 仓库货品管理系统。仓库货品管理系统主要包括仓库基本信息系统和出入库操作两个子系统。仓库中货品的出入库是根据仓库中储位中货品的实时状态信息进行操作的, 并且提供了ERP借口。这部分的主要功能有货品以及供应商等仓库基本信息数量的统计和报警;仓库出入库信息和货品等信息查询和报表生成;仓库中储区和储位信息查询;仓库中各种信息的备份和恢复;货品出入库操作;数据库基本信息的维护;自动化设备接口模块;仓库手持终端系统;以及系统的维护。
(2) 仓库调度系统。仓库路由系统的主要功能是对仓库货品管理信息系统所下达的出入库任务根据仓库中的自动化设备 (巷道式堆垛机和出入库传输设备等) 的运行轨迹和设备当前位置以及设备运行状态, 对出入库任务动态的进行调度和实时跟踪管理, 从而使得仓库中自动化设备之间协同运作的效率达到最大化, 并且避免并发任务的路由冲突。
2 仓库自动化设备监控系统
仓库自动化设备监控系统主要是实时监控整个立体仓库中各部分中的自动化立体设备的运行状态, 实时现实堆垛机以及仓库出入库传输设备的运行位置, 以及出入库任务的当前运行状态, 也可以独立控制仓库中自动化设备的运行。这部分的基本功能有统计目前正在运行和接收到的任务;各任务中设备的运行参数;整个仓库的通信状态;自动化设备位置以及运行状态显示;储位中货品数量的显示;储位上物流箱号的显示等。
(1) 设备自动控制系统。堆垛机和传输设备是自动化立体仓库中的基本设备。它们又有各自自动控制的子系统。
堆垛机自动控制系统有控制器、通信设备、传感器系统、速度、寻址控制、以及PLC控制软件等组成。
传输设备自动控制系统主要有单片机控制器、通信设备、传感器系统、设备运动轨迹控制、以及传输设备控制软件等组成。
堆垛机自动控制系统寻址控制、速度以及控制器是关键部分, 使用先进的高精度坚持设备构建系统传感器系统, 如激光测距和RFID射频数量校对等。使用先进的变频控制技术控制速度和位置。各模块使用闭环控制系统, 使得堆垛机能够准确高速的运作。
自动化立体仓库设备控制系统的解决方案中目前最为先进的是Field Bus控制系统。Field Bus控制系统使用的是分布式控制系统, 其关键技术是目前先进的现场总线技术。它是使用Field Bus组网技术将仓库中总线控制器、传感器系统、输入输出系统以及与上位机进行通信借口等组合在一起。这个系统的特点是仓库中布线简单;维护方便;系统集成度高;抗干扰能力强, 仓库运作的可靠性以及准确性得到了很大的提升;以及设备信息获取的更加便捷等。
与上位机的通信主要是通过通信模块实现的。上位机和操作器输入的信息传递给自动化设备, 并实时将设备的运行信息返回。
设备控制模块主要是准确可靠控制自动化设备完成接收到的任务, 它同时也可以进行相应的智能化控制和处理。
当仓库中设备或者某个模块和系统出现了错误, 故障检查与处理模块负责查找出错误的原因并有一定的保护和自我恢复的功能, 确保自动化立体仓库正常的运作。
(2) 设备自动控制系统。根据仓库的实际的不同仓库的计算机系统结构的配置也会不同。仓库的计算机系统结构要综合仓库的容量、仓库的自动化设备的类型和数量、仓库的工作模式、仓库的物流流程、技术水平以及投入的资金等多方面的因素。目前, 主流的自动化立体仓库有两种。
第一种是三级管理与控制结构, 上位管理级、中位管理级和下位管理级是三级管理与控制结构的三级。当仓库容量大而且自动化设备比较多的时候适合使用三级管理与控制结构, 例如一些大型的第三方物流仓库。另外一种就是二级管理与控制结构, 与三级管理与控制结构不同的是, 它管理机中可以兼容监控功能, 就不用再设置监控级了。
3 总结
自动化立体仓库中能够大幅提高自动化立体仓库运作效率的自动化立体仓库设备控制软件, 同时它也是仓库中自动控制系统的核心。对仓库进行管理与控制都是通过管理机把相关地址循环扫描, 然后进行信息的交换实现的。二级管理与控制结构综合使用了先进的通信技术和计算机技术, 有较高的软件水平, 并且硬件的配置相对简单, 节省了投入资金, 已经广泛应到在计算机集成制造系统和柔性制造系统的自动化立体仓库中。
摘要：本文从自动化立体仓库中货品以及储位等基本信息的维护和管理入手, 阐述了仓库的管理与控制系统的实现方法, 对仓库中货品进行盘点管理, 控制自动化设备的运作, 实现仓库的货品的自动化存取操作, 仓库的管理和控制系统可以提高仓库的存取效率。
关键词：立体仓库,管理,控制,系统
参考文献
[1]朱文真.自动化立体仓库试验平台设计与开发.南京航空航天大学硕士论文, 2010 (09) .
[2]唐吉成.自动化立体仓库监控与管理系统开发.南京航空航天大学硕士论文, 2010 (09) .
[3]张晓川.现代仓储物流技术与装备.北京:化学工业出版社, 2003.
自动化立体仓库系统 篇2
包装产品仓储货位的优化问题研究
中文摘要: 自动化立体仓库是现代货运物流领域内出现的一种新型仓储方式,在工业生产中发挥着日益重要的作用。包装产品仓储过程中的货位优化问题是提高仓储效率的关键,属于自动化仓储领域的研究重点。本文针对宝....自动化立体仓库物流系统的研究与开发
中文摘要: 随着企业现代化生产规模的不断扩大,仓库已成为物流系统中的一个重要且不可缺少的环节。基于现代物流技术的应用和发展要求,本文介绍了自动化立体仓库物流系统的功能和作用;进而结合现代科技的发展,....基于现代物流的自动化立体仓库研究
中文摘要: 现代化的生产系统对物流现代化的要求越来越高,而自动化立体仓库作为现代物流系统的重要组成部分,其应用越来越广泛。本文基于现代物流的应用和发展要求,着重研究自动化立体仓库的管理和控制技术,并....基于RFID的自动化立体仓库信息管理系统的研究
中文摘要: 随着经济一体化和全球化进程的加快,现代物流的概念已经逐步扩大到流通领域、生产领域以及其他的社会经济活动中,物流在企业竞争中扮演着越来越重要的角色。自动化立体仓库(AS/RS)作为现代物流....基于自动化立体仓库的作业调度的优化研究与仿真
中文摘要: 随着社会的进步和市场经济的快速发展,物流行业在我国已经成为了一个重点发展的行业之一。而自动化立体仓库作为现代物流配送重要环节,其自动化程度越来越高,系统越来越复杂。自动化立体仓库的出库作....自动化立体仓库管理与监控系统研究
中文摘要: 自动化立体仓库是现代物流技术的核心,其空间利用率高,仓储能力强,能够通过计算机进行控制管理,实现货物搬运、存取的机械化和自动化。它符合企业现代化管理的要求,已成为现代企业物流管理不可缺少....自动化立体仓库中货位实时分配优化问题研究
中文摘要: 自动化立体仓库是现代物流的一个重要环节,合理的对其进行货位优化是一个相当值得研究的课题,它可以缩短出入库移动的距离、缩短作业时间,甚至能够充分利用储存空间。本文研究了单元货格式....自动化立体仓库
1.1 自动化立体仓库 高层货架仓库简称高架仓库。一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“立体仓库”。
立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。
我国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963年研制成第一台桥式堆垛起重机（机械部北京起重运输机械研究所），1973年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库（高15米，机械部起重所负责），该库1980年投入运行。到目前为止，我国自动化立体仓库数量已超过200座。立体仓库由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。
自动化高架仓库应用范围很广，几乎遍布所有行业。在我国，自动化高架仓库应用的行业主要有机械、冶金、化工、航空航天、电子、医药、食品加工、烟草、印刷、配送中心、机场、港口等。自动化立体库的基本组成: 自动化立体库基本由一下部分组成: 高层货架:用于存储货物的钢结构。目前主要有焊接式货架和组合式货架两种基本形式。
托盘（货箱）：用于承载货物的器具，亦称工位器具。
巷道堆垛机:用于自动存取货物的设备。按结构形式分为单立柱和双立柱两种基本形式；按服务方式分为直道、弯道和转移车三种基本形式。
输送机系统:立体库的主要外围设备，负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。输送机种类非常多，常见的有辊道输送机，链条输送机，升降台，分配车，提升机机，皮带机等。
AGV系统:即自动导向小车。根据其导向方式分为感应式导向小车和激光导向小车。
自动控制系统:驱动自动化立体库系统各设备的自动控制系统。目前以采用现场总线方式为控制模式为主。
库存信息管理系统:亦称中央计算机管理系统。是全自动化立体库系统的核心。目前典型的自动化立体库系统均采用大型的数据库系统（如ORACLE，SYBASE等）构筑典型的客户机/服务器体系，可以与其他系统（如ERP系统等）联网或集成。
1.2 自动化立体仓库的优越性
自动化立体仓库其优越性是多方面的，对于企业来说,可从以下几个方面得到体现：
1.2.1 提高空间利用率 早期立体仓库的构想，其基本出发点就是提高空间利用率，充分节约有限且宝贵的土地。在西方有些发达国家，提高空间利用率的观点已有更广泛深刻的含义，节约土地，已与节约能源、环境保护等更多的方面联系起来。有些甚至把空间的利用率作为系统合理性和先进性考核的重要指标来对待。立体库的空间利用率与其规划紧密相连。一般来说，自动化高架仓库其空间利用率为普通平库的2-5倍。这是相当可观的。
1.2.2 便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平
传统仓库只是货物储存的场所，保存货物是其唯一的功能，是一种“静态储存”。自动化立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且可以与仓库以外的生产环节进行有机的连接，并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业生产物流中的一个重要环节。企业外购件和自制生产件进入自动化仓库储存是整个生产的一个环节，短时储存是为了在指定的时间自动输出到下一道工序进行生产，从而形成一个自动化的物流系统，这是一种“动态储存”，也是当今自动化仓库发展的一个明显的技术趋势。以上所述的物流系统又是整个企业生产管理大系统（从订货、必要的设计和规划、计划编制和生产安排、制造、装配、试验、发运等）的一个子系统，建立物流系统与企业大系统间的实时连接，是目前自动化高架仓库发展的另一个明显的技术趋势。
现代化企业对管理提出了更高的要求，“管理出效益”的思维方式已成为大多数的现代企业管理者的共识。
生产管理是企业管理的一个重要组成部分，主要包括产品规划，生产组织，物流规划，外购外设，产品质量，成本测算等内容。自动化高架库系统作为生产过程的一个中心环节，几乎参与了生产管理的全过程。
1.2.3 加快货物的存取节奏，减轻劳动强度，提高生产效率 建立以自动化立体仓库为中心的物流系统，其优越性还表现在自动化高架库具有的快速的入出库能力，能快速妥善地将货物存入高架库中（入库），也能快速及时并自动地将生产所需零部件和原材料送达生产线。这一特点是普通平库所不能达到的。同时，自动化立体仓库的实现是减轻工人劳动强度的最典型的例子。这种劳动强度的减轻是综合的，具体包括:
1)采用自动巷道堆垛机取代人工存放货物和人工取货，既快捷又省力。由于工人不必进入仓库内工作，工作环境大为改善。
2)采用计算机管理系统对货物进行管理，大大增强了货物的管理能力，使仓库管理科学化，准确性和可靠性有质的提高，入出库管理、盘库、报表等工作量变得简单快捷，工人的劳动强度大大降低。
3)立体库系统辅以库前辅助输送设备，使入出库变得简单方便。
4)自动化立体库系统所需要的操作人员和系统维护人员很少，既节省了人力物力，节约了资金，又改善了工作环境，一举多得。
1.2.4 减少库存资金积压
经过对一些大型企业的调查了解，由于历史原因造成管理手段落后，物资管理零散，使生产管理和生产环节的紧密联系难以到位，为了到达预期的生产能力和满足生产要求，就必须准备充足的原材料和零部件。这样库存积压就成为一个较大的问题。如何降低库存资金积压和充分满足生产需要，已成为大型企业不得不面对的一个大问题。高架库系统是解决这一问题的最有效的手段之一。
1)以自动化立库为中心的工厂物流系统，解决了生产各环节的流通问题和供求矛盾。使原材料的供给和零部件的生产数量和生产所需的数量可以达到一个最佳值。
2)计算机网络系统的建立使原材料和零部件外购件的采购更及时和满足实际需求。
3)计算机管理系统的建立加强了宏观调控功能，使生产中各环节生产量更能满足实际需求。
4)建立成品库和半成品库，以解决市场供需的暂时的不一致，充分发挥企业的生产潜力。
1.2.5 现代化企业的标志
现代化企业采用的是集约化大规模生产模式。这就要求生产过程中各环节紧密相连，成为一个有机整体。要求生产管理科学实用。做到决策科学化。为此，建立自动化高架仓库系统是其有力的措施之一。
如前所述，自动化物流系统在最大限度利用空间，最大限度地满足生产要求，减轻工人劳动强度，提高生产效率，加强生产和物资管理，减少库存积压资金等方面具有无可比拟的优势，这正是一个现代化企业所要求的和追求的。由于采用计算机管理和网络技术，使企业领导宏观快速地掌握各种物资信息和使工程技术人员、生产管理人员、生产技术人员及时了解库存信息以便合理安排生产工艺、提高生产效率成为可能。国际互联网（Internet）和企业内部网络（Intranet）更为企业取得与外界的在线联接、突破信息瓶颈、开阔视野、外引内联提供了广阔的空间和坚实强大的技术支持。
自动化立体仓库系统 篇3
【摘要】自动化立体仓库在军用航材管理中具有重要的意义，本文阐述了目前军用航材自动化立体库存在仓库建设起步晚、标准不统一、配套性能不完善、规模小，效益低等缺点，并针对这些问题提出了相应解决方案。
【关键词】自动化立体仓库；军用航材；应用
随着中国航空工业的不断发展，新型飞机和配套使用的航材备件日益增多，对航材管理也提出了更高的要求，仓储管理作为航材管理中的重要组成部分，其发展程度影响着航材管理的水平。传统的航材仓库在系统布局、库容能力、作业设备、作业效率、信息系统、快速响应、服务能力等方面已不能满足现代航材管理的要求，自动化立体仓库是适应经济发展，克服以上存在的问题而在现代崛起的新型仓储体系。
1、自动立体仓库的概念、组成
目前，国内外对自动化立体仓库的定义和叫法不太统一，有的称“立体仓库”、“高层货架仓库”、“高位仓库”，也有的称“货架仓库”、“无人仓库”、“自动存取系统”等。这些名称的出现与人们对自动化仓库的认识以及自动化仓库的发展过程有关。自动化立体仓库一般是指采用几层、十几层乃至几十层的货架用于存储单元货物，它是在计算机控制与管理下，利用堆垛机来完成货物的自动存取并对货物实行西东管理的多层仓储系统。
自动化立体仓库一般由是机械和电器、强电控制和弱点控制相结合的产品，主要由货物储存信息管理系统、货物存取和传递系统、控制和管理等三大系统组成，还有与之配套的供电系统、空调系统、消防报警系统、称重计量系统、信息通信系统等。货物储存系统由立体货架（托盘或货箱）组成。货物存取和传递系统由有轨或无轨堆垛机、出入库输送机、装卸机械等组成。控制和管理系统根据自动化立体仓库的具体情况不同，采取的控制方式不同。
2、军用航材自动化立体库建设的意义
军用航材自动化立体库的建设将在仓储管理起到一定的作用，首先最重要的是增加了库存容量。由于自动化立体仓库采用的是高层货架存储航材，可以有效地减少库房的占地面积，提高空间的利用率，增加了库存容量。其次是提高了工作效率，自动化立体仓库采用的是巷道堆垛机、运输机或叉车进行入库作业来实现航材的自动化存取，减少了作业人员，降低了劳动强度，提高了作业效率。再次是提高了航材的管理水平，推动了航材的现代化和管理。 自动化立体仓库采用的是计算机管理和控制，替代了传统的人工识别和查找、统计的管理方式，降低了差错率，提高了航材的管理水平和保障能力，实现了管理微机化、控制自动化和账目管理动态化。最后是改善了航材的储存环境和人员的工作环境，自动化立体仓库采用立体货架储存航材，避免了航材互相挤压，该仓库通风、透气效果好，温度、湿度恒定，极大的改善了航材的存储保管条件，保障的工作人员的工作环境。
3、我国军用航材自动化立体库建设的现状
（1）仓库建设起步晚。我国的军用航材配套生产厂家和各使用单位由于保密要求和经费的控制，目前自动化立体仓库在各个单位的仓库建设中尚处于推广阶段。军用航材的自动化立体仓库最早投入使用是在90年代。但是由于它投入成本高、后期维护投入和对专业人才的高要求等特点，成为其在军用航材管理中的推广和应用的主要障碍。目前，我国军用航材仓库还主要以地面仓库为主，但随着航空工业的不断发展，军用航材的型号、数量、种类的增多，传统的仓储已不能满足日益发展的航材管理要求，但是由于受到物资种类、安全保密等客观因素的要求，并不是所有单位的航材管理都要以自动化立体仓库为载体储存，因此，我国目前的航材立体库还处于推广阶段。
（2）仓库建设标准不统一，管理机制不健全。经过长期的探索，部分军用航材生产、使用单位已初步建成了自动化立体仓库，就其使用效果而言，存在着标准不统一，管理机制不完善等情况。各单位、部门的自动化立体仓库都是依据自身的使用、管理的方便可行性而建立的，标准严重的不统一，标准化程度差，建设过程中由于没有严格的执行标准导致建成的系统功能和工作原理差异较大，难以实现互联互通和信息共享。加之缺乏规范的管理制度、规定和标准使用、维护保养随意性很大、是系统的完好率降低，增加了运营成本。
（3）配套保障性能还需完善。自动立体库又称自动存储/自动检索系统（Automated storage/Ret rieval System， AS/RS），配套保障不仅体现在硬件方面，对软件方面也提出了很高的要求。目前，在我国军用航材管理中，一是信息网络化差，各单位自建的自动化立体仓库基本上是一个封闭的独立系统，仅限部门内部人员进行操作，没有考虑到全集团公司或全军后期可视系统和后勤保障系统之间的联网。二是自动识别能力差，目前条码技术的应用在军用航材管理中尚处于起步阶段，而且每个单位的编码说明不尽相同，因此在航材采购、管理过程中，所有航材几乎都没有条码标识，更不可能存在其他自动识别设备。三是系统性不强。由于没有先进的系统仿真手段，加之缺乏相应的经验积累、标准化和规范化的理论研究，难以对建成的系统进行优化。
（4）规模、范围小，效益低。目前通过对已建成并投入使用的军用航材立体库观察发现：一是数量小，其主要是军队航材管理中，各军用航材的配套生产厂家在建、或以使用的不是很多。二是规模比较小，效益低。目前在使用的军用航材自动化立体库仅限于别个专业的航材管理，如发动机库、弹药库尚无建成。此外，目前的自动化立体库仅限于常规的巷道式高层货架仓库，存在设备投资大，存储密度小、闲置率高等缺点。
4、加强航材立体库建设的对策
（1）针对需求、统一调研。自动化立体仓库的设计以及建成后要符合担负任务实际需求，需求调研分析是自动化立体仓库设计、建设的前提和基础，是建設能否取得成功的关键。在调研分析中，我们既要看到自动化立体仓库所带来的技术优势和效能提升，也应看到运行以及维护过程中投入和维护过程中成本的增加，我们应从任务需求出发，从仓库实际出发，对全军，全集团自动化立体库建设进行统一调研，统一分析，摸清需求，避免建成超出承受能力和维修能力“巨无霸”工程，也不能建成好看不适用的“花架子”工程。
（2）标准先行、规范建设。物流信息的标准化是实现我国军用航材后勤保障系统互联互通的前提，它包括航材编码标准化，一维、二维条码标准化、射频识别标签编码标准化和管理信息系统接口标准化等，当前我国的军用航材自动化立体库建设已进入规模化发展的关键时期，为了避免各单位、各部门在立体化建设中执行标准不统一、信息系统接口不统一、互联互通、信息共享难、维修成本高等问题，必须加强标准，尽快制定行业规范和标准。同时双管齐下，加大对已有标准、规范的执行力度。对于无相关军标的，可参考相关国标或国际标准，使各项标准尽快完善、统一。
（3）立足长远、培养人才。自动化立体仓库是科学技术含量较高的综合体，对所从事操作、管理、维护的人员的专业素质和内在能力要求比较高，需要建立一套完善的人才培养机制，扎实打牢人才队伍建设基础。从以往的实践来看，依靠外面聘请的技术力量实现自动化立体库的维修、保养等单位、部门，不仅增加了经费负担，也不利于安全保密工作。此外，由于工作中出现故障率高且维修不及时，不仅影响了日常工作的正常进行，也不能发挥自动化立体库的优势，大大减弱了航材的综合保障效率。
（4）紧跟前沿、寻求发展。自动化立体仓库的建设在一定程度上依赖物流工程、库存策略、军事物流供应链、计算机集成辅助设计、射频识别系统方针以及规划调度等世界先进的理论和技术的发展，我们应紧跟世界发展潮流，跟踪外军后勤保障系统先进技术的发展动态。立足本国，自主创新，为寻求到适合我国国情的军用航材自动化立体仓库做好技术储备和基础性的研究工作。
结束语
自动化立体仓库的出现和应用，提升了自动化、信息化水平，改变了传统仓储管理观念。随着我国航空工业的不断发展，自动化立体仓库这一全新的仓储形式将会在军用航材管理中得到广泛的推广和应用。
参考文献
[1]王坚红，王猛，徐海涛.我军自动化仓库建设存在的问题及对策[J].军事物流，2012（2）：24-25
[2]王卫国，黄卫平.我军自动化立体仓库建设存在的问题及应采取的对策[J].仓储管理与技术，2007（2）：26-27
自动化立体仓库系统 篇4
关键词：立体仓库,库存信息管理,动态储存,冗余系统
1 立体仓库技术概述
一般仓库是货物储存的场所, 存储货物是唯一的功能, 是一种“静态仓库”, 而自动化立体仓库采用先进的自动化控制系统实现货物出库、入库管理, 不仅能使货物在仓库内按要求自动出库、入库, 而且可以与仓库周边的生产环节进行有机的链接, 并通过计算机管理系统和自动化货物分拣系统, 使立体仓库成为企业生产过程中的一个重要环节。立体仓库技术发展的优势在于能及时、准确、迅速地完成出入库作业, 大大降低了工人的劳动强度, 节省人力资源成本;同时, 在货物存储过程中, 既能确保货物库存作业的安全性、减少货损货差, 又能及时监控、查询库存品种、数量、金额、位置、出入库时间等信息[1]。对于制造类企业而言, 自动化仓库技术的发展是制造业信息化的趋势。企业外购件和自制生产件进入自动化仓库储存是整个生产过程中的一个环节, 短时储存是为了在指定的时间自动输出到下一道工序进行生产, 从而形成一个自动化的“物流系统”, 由此完成仓库的“动态储存”功能, 大大提高了储存空间的利用效率。
2 自动化立体仓库控制系统的构建
分离式自动化立体仓库由厂房、货架、堆垛机、托盘、周边输送系统、检测系统、计算机通讯网络系统、后备冗余系统、PLC控制系统和仓库管理系统构成[2]。本项目中的控制系统采用研华工控机、WINCC6.0上位组态软件、工业以太网、西门子S7-400HPLC冗余系统控制方案。一层货物的出、入库系统由2个从站来控制;二层和三层货物的出入库系统由2个从站来控制;16个巷道堆垛机分别由16个从站来控制, 并且各巷道堆垛机控制柜内从站PLC与主控柜主站PLC之间采用无线通讯模块实现无线通讯, 与其他控制柜内从站PLC通讯, 采用PROFIBUS-DP通讯模块实现通讯链接。自动化立体仓库控制系统的硬件构架如图1所示。
3 自动化立体仓库的入、出库流程
自动化立体仓库控制系统分手动操作、遥控操作和自动操作。手动操作是测试和出现故障时使用的操作模式;遥控操作是手动作业时使用的操作模式;自动操作是正常工作下使用的操作模式。
托盘入库时先通过条码扫描机读取数据经由上位机处理后, 由上位机给PLC传送目的数据, 且PLC控制执行机构把托盘送到指定位置。堆垛机水平方向位置的定位是通过激光测距检测元件和光电开关来实现, 具有双重检测和定位功能。其中, 激光测距检测定位应在PLC程序中做初始化处理, 避免出现激光测距检测元件断线故障时, 系统不能及时报警造成的危险状况。堆垛机垂直方向位置定位是通过旋转编码器检测元件、光电开关来实现, 也具有双重检测和定位功能[3]。其中, 旋转编码器定位检测时, 也应在PLC程序中做初始化处理, 避免出现编码器断线故障时, 系统不能及时报警造成的危险状况。堆垛机上的移载机安装有尺寸检测元件, 避免出现托盘超出或定位不准造成的损害货架或货物情况。
上海某物流公司自动化立体仓库采用41列、32排、13层、2货位、16巷道方式设计;采用分层存储方式管理出、入库, 共分3层, 其中每层又分上、下层, 共计6层, 共有41×32×13×2=34 112库位。图2至图5为一、二楼入库及出库流程。图2中, N0.01~N0.05和01~10为各巷道, 每个巷道有一台运货小车;A表示一楼A层, A01~A36为动力源即电机;图3中, B表示B层, B01~B36为动力源即电机;图4、图5中, Q表示电机。
4 自动化立体仓库的数据库管理系统
通常, 立体仓库内货物存储的数据包括巷道数、行数、列数、层数、深浅库位、货物编码、库存数量、颜色、价格、厂家、入库时间、经办人等, 一般都采用SQL Server数据库系统在数据资料服务器上运行和管理这些数据。数据资料服务器把数据传送给资料主机和控制电脑, 控制电脑把货物的巷道数、行数、列数、层数、深浅库位、货物编码数据传送给下位机PLC, 由PLC来完成货物的有效存储。
5 自动化立体仓库的通讯网络系统
自动化立体仓库通讯网络的主干网采用双环路工业以太网的冗余网络系统, 堆垛机从站控制系统与主站控制系统采用无线通讯网络, 其他从站控制系统与主站控制系统采用PROFIBUS-DP网络通讯, 实现主从站之间的数据交互、传递。系统冗余架构涉及的问题有以下3个方面。
5.1 冗余系统的I/O配置
冗余系统需要支持冗余的I/O卡件来完成, 其常见问题是钝化。跟非I/O冗余系统相比, 需要注意的是对备用通道的处理。非冗余I/O卡件往往不需要处理便可以正常使用, 但对于I/O冗余, 通常都需要将备用通道带上负载, 否则就会产生钝化。
5.2 冗余CPU与标准CPU的通讯
从通讯方式上讲, 如果采用DP通讯的方式, 标准做法是使用Y-LINK实现。H型CPU均为400系列, 因此, 400系列的CPU采用DP通讯时需要作为主站, 而300CPU作为从站。如果采用以太网的通讯方式, 则需要在双方的CPU中编写通讯程序。通常, 需要编写一个切换程序, 即单CPU与H-CPU的切换。在本项目实施过程中, 所采取的方法是不做切换程序, 而是单CPU与H-CPU采用两套程序同时运行, 效果也比较好。
5.3 冗余CPU与非冗余DP接口从站的连接
冗余CPU与非冗余DP接口从站连接的标准做法也是采用Y-LINK来实现的。非冗余DP接口分为带有DP接口的CPU、带有DP的CP卡以及带有DP口的第三方产品。不论采用何种方式, 都需要导入GSD文件, 然后进行硬件组态。通讯双方定义I区和O区相应地址, 需要注意的是双方组态的I区、O区的顺序, 即A方I区对应B方O区, A方O区对应B方I区, 而且顺序要相对应, 否则将导致通讯数据交换的失败。
6 小结
自动化立库技术与平库相比, 作业效率高、劳动强度低、节约库存占地面积、仓库利用率高;采用计算机自动分配货位及自动出入库管理, 便于库存物品的及时准确提取、实时进行库存盘点、打印报表, 易于实现公司ERP系统管理;库存货物管理模式按照货物先入先出方式出入库, 避免了库存货物积压及老化现象;货物存储库位多, 堆垛机移动速度快, 货物储存的周转速率高;货物破损率低, 企业生产应变能力强;冗余系统的引入, 确保了自动化立体仓库零故障率;操作方式使用手动、遥控、自动3种模式, 使整个系统安装调试、使用、维护比较方便。
参考文献
[1]徐常凯, 郑金忠.自动化仓库计算机控制系统的集成技术研究[J].物流技术, 2002 (9) :14-15.
[2]李大伟, 吕志军, 项前, 等.基于参数化模板的立体仓库货架设计系统的开发[J].机械设计与制造, 2012 (5) :258-259.
自动化立体仓库系统 篇5
08级物流管理陈梦
1.绪论
1.1自动化立体仓库的概述
1.2自动化立体仓库拣选作业路径优化问题及现状
1.3本论文研究的基本内容
2.遗传算法求解自动化立体仓库路径问题
2.1遗传算法的起源和简介
2.2遗传算法处理问题的过程
2.3遗传算法解决自动化立体仓库固定货架路径优化问题
2.4对遗传算法的一些改进与修正
3.计算机仿真和结论
3.1计算机仿真
3.2结果分析
4.结论和总结
4.1本论文主要研究工作和结论
自动化立体仓库系统 篇6
自动化立体仓库系统(Automated Storage and Retrieval System,AS&RS)是一种典型的机电一体化设备,其中融合了机械、电气、检测、PLC控制等多项技术,代表了未来仓储的发展方向。它与自动分拣系统和自动导向车并称为物流技术现代化的3大标志[1]。自动化仓库主要由货物存取机、储存机构、输送设备和控制装置4部分组成。自动化仓库面临的主要问题及未来发展方向是如何降低生产成本、提高机械自动化水平、节约能源、减少环境污染和提高经济效益[2]。
本文研制目的在于满足课程教学、实训、毕业设计以及学生创新训练的需要。
1 机械及电气控制系统设计
为了体现科研服务于教学的需要,结合现有实验室MPS自动生产线装置,在仓库的硬件设计上,采用了四层四列的仓库模型,将来可以与现有的MPS实现对接。物料选用与现有MPS生产线类似的橡胶块。建成后的系统整体结构如图1所示。
搬运设备是自动化立体仓库中的重要设备,其主要功能是把货物从一处搬到另一处。典型的搬动设备有升降梯、搬运车、巷道式堆垛机、双轨堆垛机、转臂起重机等,在本系统中采用丝杠滚珠传动设备作为主要的搬运设备。搬运机构的动作分为横向移动、纵向移动和物料的推进3部分。在横向和纵向移动上采用步进电机带动滚珠丝杠实现,货物进仓库采用气缸推动实现。滚珠丝杠的结构如图2所示。
所选用的丝杠导程为10 mm,根据丝杠的长度和重量,选择1.8°、200步进的步进电机,驱动器是5细分,经过驱动器后的每一步是1.8°/5=0.36°。电机参数为0.001,脉冲当量为:1/0.001=1 000。
电气控制系统包括主电路和辅助电路两个部分。主电路主要由电机及与它相连的电气元件如接触器主触点、熔断器等组成。辅助电路包括控制电路、信号电路等,其中的控制电路是由按钮、继电器和接触器的辅助触点等组成。
2 PLC控制系统设计
FX1S系列PLC在绝大多数的工业生产上都有应用,如涂胶生产线自动化系统的控制;汽车总装线系统的控制;电厂化学水处理;控制组合机床自动线;中央空调系统控制;钢筋网焊机的控制系统等等。本装置采用三菱FX1S-20MT型号的PLC。
I/O硬件接口图是系统设计的一部分,它反映的是PLC输入/输出模块与现场设备的连接。本装置的表I/O分配见表1[3]。
使用三菱GXDeveloperversion8.52E中文版进行编程,部分PLC指令见表2。
3 组态及监控系统设计
组态控制技术是一种计算机控制技术。利用组态控制技术构成的计算机测控系统与一般计算机测控系统在结构上没有本质区别,都由被控对象、传感器、I/O接口、计算机和执行机构几部分组成。由于要使用到远程监控这一技术环节,考虑到实验室的情况,决定使用北京亚控科技发展有限公司开发的产品组态王6.52通用版。设计完成后的主界面如图3所示。
4 小结
主要介绍了自动化立体仓库控制系统的主要研制过程,并介绍了机械本体、电气系统、PLC控制系统以及组态监控系统的设计。
参考文献
[1]樊贵香,闫执中.自动化仓库的发展现状及展望[J].机械管理开发,2010(1):121-122,124.
[2]张何之,郑斐峰.浅论自动化仓库技术[J].中国储运,2002(5):47-49.
自动化立体仓库系统 篇7
自动化立体仓库的构成及特点
自动化立体仓库一般指采用几层、十几层甚至几十层高的货架,并用自动化物料搬运设备进行货物出、入库作业的仓库,通常由高层货架系统、物料搬运设备、控制和管理设备及公用设施等部分组成。自动化立体仓库除了具有传统仓库的基本功能外,还具有自动存取物料、自动分拣、自动理货的功能。可以说,自动化立体仓库集成了输送设备、自动控制系统、信息采集系统、计算机管理信息系统、网络通讯系统等高新技术,能够将信息流与物流进行有机结合,从而全面提高企业的综合物流能力。
自动化立体仓库的分类详见表1。
自动化立体仓库在物流系统中的地位
目前,世界上最高的立体仓库高度已达50米。立体仓库单位面积的储存量可达7.5t/m2,是普通仓库的5～10倍。自动化立体仓库通过高层货架存储货物,大大节省了库存占地面积,有效提高了空间利用率,同时,由于使用机械和自动化设备,运行和处理速度快,提高了生产率,并降低了操作人员的劳动强度。与计算机管理信息系统联网以及与生产线紧密相连的自动化立体仓库,更是当今CIMS (计算机集成制造系统)及FMS(柔性制造系统)必不可少的关键环节。可以说,自动化立体仓库是当代货架储存系统发展的最高阶段,它与自动分拣系统和自动导向车并称为物流技术现代化的三大标志。与传统仓库(包括平面堆放仓库和普通货架仓库)相比,自动化立体仓库具有显著的优势,详细见表2。
总之,在最大限度利用空间、最大限度满足生产要求、减轻工人劳动强度、提高生产效率、加强生产和物资管理、减少库存积压资金等方面,自动化立体仓库具有传统仓库无可比拟的优势,其通过计算机等现代信息技术有力地推动了企业管理水平的提升。此外,在存储成本方面,自动化立体仓库的优势也十分明显。
资料来源:中国物流技术协会信息中心企业调研资料
表3是国内某企业的物流系统项目中自动化立体库与传统仓库的成本对比分析。从表3中可知,假定人工成本(4万元/年)和土地成本(平均500元/平方米)一定的前提条件下,当前,自动立体库前期投资比传统仓库略大,但从过去10年来看,自动化立体库与传统仓库的前期投资成本逐步接近;随着我国土地和人工成本的上升,自动化立体库投资成本将比传统仓库低,从长远来看更为经济。
目前,自动化立体仓库的优点已为越来越多的国内企业所认知,并日益成为企业内部物流及其现代物流系统中不可或缺的组成部分,成为衡量企业物流运作与管理水平的重要指标。
发展及展望
据专家分析,2010年,国内建成的自动化立体库近200座,共生产了1000多台不同规格型号的有轨巷道堆垛机产品,自动化立体库的总产值超过15亿元。截至2010年底,全国累计建成的自动化立体库接近2000座,在役的自动化立体库超过1500座。
同时,目前建设的自动化立体库规模越来越大,平均货位数在1万个左右,高度在20米左右,系统更加复杂,设备数量越来越多,应用领域也越来越广。
自动化立体仓库系统 篇8
根据神华万利煤炭分公司的快速发展需求, 物资供应中心建设了现代化的高标准的自动化立体仓库, 满足公司4个矿井以及地面单位所需的物资储备需求。
1、自动化立体仓库的概况
神华万利煤炭分公司物资供应中心总库采用轻型Miniload式自动化立体仓库, 它主要由高位组合牛腿式立体货架、堆垛搬运系统以及入出库输送系统、WMS自动控制与管理系统等组成。该Miniload自动仓库系统用来承担小型零配件的储存和入出库工作。在高架自动库巷道的一端设有箱式滚筒入库/出库输送机, 用于高架自动仓库的出入库。输送系统由滚动式输送线组成, 并且在输送线上设有拣选工位和补货工位及自动称重模块。用以配合堆垛机系统完成货箱的入出库及保存作业。
1.1自动化立体仓库应用规划布置
1.2自动化立体仓库部分技术指标
1.3自动化立体仓库规划布置图
1.3自动化立体仓库部分设备一览表
2 主要设备介绍
2.1高位货架系统
在自动化立体仓库高位货架总体设计中, 采用牛腿式组合货架, 用以储存轻型周转箱单元货物。
货架材料选用优质钢带, 并全自动冷弯成型机组, 自动化程度高、产品精度高, 型材截面结构合理, 外形美观;货架的表面处理采用环氧树脂静电粉末喷涂, 货架经过除锈脱脂磷化等前处理, 再经表面喷塑处理后, 外表美观大方, 并且具有很强的耐磨、耐酸碱性、抗腐蚀力。
货架结构采用有限元优化设计, 并经过专业试验确保使用安全。
货架型材采用异形截面, 具有自重轻、刚性好、充分利用材料, 降低费用等特点;组合结构为拆装式, 便于安装、运输和包装。
2.1.1产品特性
货架采用独立的钢结构系统, 为组合牛腿式货架。货架已按防7裂度地震设计。
货架材料采用上海宝钢优质钢卷Q235 , 并对供货厂家的采购过程进行严格控制, 保证优质的生产加工精度和良好的防锈和防腐功能。
货架选用组合式货架, 组合式货架主要由立柱、牛腿、接杆组成。货架框架由锁紧的钢结构组成, 形成一个静定系统进行工作, 在接杆的两端设有挂片, 可固定在立柱上。货架立柱每隔一定间距带有调节孔, 可以按照调节孔间距倍数调整载货横梁的高低。立柱、牛腿采用独特的截面形状, 具有结构合理、造型美观、承载能力高、重量轻的特点。货架的承载力均经过严格的超载测试, 抗震能力为7级, 货架的各种性能指标均达到标准要求。
2.2 堆垛机系统
有轨巷道堆垛起重机是自动化立体仓库的主要存取搬运设备, 国内从80年代初发展到现在, 经过十几年的开发和应用, 堆垛机设计及制造技术已经十分成熟。它的控制方式已从最初的手动、半自动开发到单机自动、联机在线全自动等系列。电器控制元件及执行电器元件采用国际品牌电器元件产品。
有轨巷道堆垛起重机主要由金属结构、运行机构、起升机构、货叉取货机构、载货台、断绳安全保护装置、限速装置、过载与松绳保护装置以及电器控制装置等组成。
轻型自动化立体仓库, 又称为Miniload系统, 它采用箱式单元容器作为主要储存与搬运对象, 利用堆垛机实现自动化高位储存。轻型自动化立体仓库Miniload系统定位更加精准, 运行更加稳定, 是自动化立体仓库技术的发展方向之一。
本系统采用单立柱直线型有轨巷道堆垛机。
2.2.1工作原理
由行走电机通过驱动轴带动车轮在下导轨上做水平行走, 由提升电机通过钢丝绳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。行走认址器用于控制堆垛机水平行走位置;提升认址器用于控制载货台升降位置。通过认址器和光电识别, 以及光通讯信号的转化, 实现计算机控制, 也可实现堆垛机上控制柜的手动和半自动控制。
2.2.2运行方式
堆垛机控制共有维修、手动、单机自动、联机自动四种运行方式。
维修方式:
维修方式采用面板按键控制堆垛机的水平和垂直运动及货叉的伸缩运动。维修方式是用于安装、调试和出现故障时人工操作的一种控制方式。此时堆垛机的运动以最低速进行。所有锁定装置和监测装置都失效, 但急停电路除外。
手动方式:
手动方式与维修方式的区别在于所有锁定装置、监测装置和急停电路都有效。
单机自动:
在堆垛机的显示面板上输入一行作业命令, 堆垛机即自动完成一次作业, 并等待新作业。可实施批任务作业, 每批任务数为6次单作业。任务作业命令完全由堆垛机控制系统执行, 与管理系统不发生联系。
联机自动 (上位机控制) 方式:
堆垛机通过光通讯与上位机通讯, 接收上位机下发的各种指令, 并执行相应的操作, 且及时上报指令完成的情况及各种信息。
2.2.3结构形式
立柱:箱型结构, 在立柱上安装有升降导轨, 支撑升降台上下运动;
电控系统:包括控制系统、电机驱动系统、通信系统检测系统和机上布线等几个部分;
升降台:方钢管组焊而成, 由垂直框架及水平框架组成, 由导轮夹持升降导轨沿立柱作上下运动;
货叉:可左右伸叉的三层叉体;
升降驱动系统:升降驱动电机通过钢丝绳传动完成升降台的升降运动;
走行驱动系统:走行驱动电机驱动走行轮使机器沿天地轨水平运动;
底框架 (下横梁) :由两端的走行轮支架及钢板组焊成的矩形方梁构成, 支持机器其他部件。
2.2.4主要功能
载货台安装有货物外形尺寸检测装置, 如货物外形尺寸超差, 堆垛机应立即停止工作, 并向控制箱发出一个出错信号;
载货台安装超速防坠刹车装置, 当下降速度达到最大速度的120 (150) %时, 就启动防坠刹车;
堆垛机电控柜侧后处设置有固定人工平台, 用于手动操作堆垛机, 以便维修堆垛机和货架;
设置有货格虚实探测功能。当入库作业时, 货叉将货物放入货格之前, 或出库作业时, 货叉将货物放到出库站台上之前, 均需探测是否有货, 防止由于控制 (或管理) 失误, 重复入库造成事故;
自动接收上位计算机的控制命令, 并将执行结果、工作状态、自诊断信息及报警信息回送上位计算机;
机载电控柜上具有人机操作终端;
控制方式:维修、手动、单机自动和联机自动 (上位计算机控制) , 停电后自动恢复功能;
2.2.5安全措施
堆垛机提升钢丝绳断裂时, 切断电机和电机制动器的电源, 使电机停止转动, 载货台制动器卡在立柱上, 防止载货台下降。
堆垛机超速下降时, 超速保护装置切断电机和电机制动器的电源, 使电机停止转动, 防止载货台下降。
堆垛机立柱安装有上、下极限区域减速保护装置, 在其区域内载货台自动切换成低速, 以保护载货台免受冲击。
堆垛机装有防止载货台超出上、下极限位置的保护装置。载货台到达上极限或下极限位置时, 该装置能自动切断提升电机电源。
堆垛机装有提升紧急终端限位器 (冲顶保护开关) , 在上极限限位器的上方, 能切断堆垛机总电源。
堆垛机装有运行终端限速器 (强迫换速开关) , 当堆垛机行驶接近运行终端限位器时, 能自动切换为低速。
堆垛机装有运行终端限位器, 当堆垛机接近两端极限位置时, 该装置能自动切断行走电机电源。
堆垛机上的货叉上装有行程限位开关, 保证货叉运行在规定的行程内, 确保存取货作业的正确完成。限位开关检测货叉的原位、左右伸出位, 使控制系统控制货叉电机开或停。
堆垛机上的货叉通过扭矩耦合器作用, 在发生货叉顶撞货物或货架时实现自动打滑, 以起到对系统的保护功能。
堆垛机装有急停按钮, 在紧急情况下, 能切断堆垛机总电源。急停按钮的颜色符合GB2682中的规定。
堆垛机的电气联锁保护:
各控制方式间互锁, 以保证某一时刻, 只允许选用四种作业方式的其中一种作为运行方式。
货叉未在原位 (中位) 时, 不允许堆垛机运行和载货台高速升降。
控制电路还具备以下常规的连锁和保护:失压保护、操作开关零位保护、电动机正反转互锁、不同速度运行时的互锁、短路和过载保护。
堆垛机装有声光报警装置, 在运行机构启动前, 先发出声光指示。如果发生故障, 堆垛机自动发出报警声光指示。
堆垛机货叉上装有货物歪斜探测装置, 可自动检测出货叉上的货物状况。
堆垛机电器设备安全要求, 符合JB5319.2-91标准。
堆垛机下横梁两端、载货台与上横梁、下横梁之间均装有抗冲击性能良好的缓冲器。
2.2.6堆垛机控制系统原理图
2.2.7堆垛机控制系统功能及特点
堆垛机的控制采用西门子S7-300系列PLC作为主控制器, 通过控制电路控制堆垛机三机构运行。
堆垛机的行走、提升、货叉均采用SEW变频器驱动SEW电机运行。
堆垛机具有维修、手动、半自动、联机自动多种运行与操作方式, 且与上位机进行实时双向通讯。
堆垛机→监控机:状态 (待机/工作/故障) 电报、位置电报、完成电报
监控机→堆垛机:联机/脱机 电报、命令电报
堆垛机行走方向 (X方向) 与提升方向 (Y方向) 认址采用传感器与认址片方式, 即通过计算目标的相对位置方式来实现, 定位精度:X:±5mm;Y:±5mm。
货叉采用限位开关认址方式, Z:±5mm。
完善的保护机制。对设备的所有电机均有热保护及瞬时过流保护措施, 保证在任何情况下电机不会损坏。在行走及提升的行程两端均设有速度切除机制及极限停车检测传感器, 保证设备不与机械保护限位相撞。
双侧货物坍塌检测, 既当货物偏出货叉时堆垛机应紧急停车, 以保护设备和货物不受损坏。
高度自动化。如在堆垛机由于如停电等原因停车时, 在从新上电后堆垛机不需人工进入巷道干预, 可在监控计算机控制堆垛机返回原点, 如此时货叉上有货, 堆垛机应可接收监控计算机的命令将货物放到指定的货架上。除非堆垛机产生堆垛机机械故障, 一般不需人工干预。
完善的异常及故障诊断及报警能力。如变频器故障、满入、空出、通信故障、地址出错及货物异常等均能检测并上报给监控计算机。
2.3 输送机系统
入出库输送机系统由巷道口入出库输送机, 称重系统, 自动控制箱等部分组成。
每台输送机由一台电机驱动, 同输送机的钢结构形成整体, 控制系统通过输送机上的位置传感器判断输送机上托盘货物的状态, 通过电机自动实现托盘货物在该输送机的输入和输出。组合式的结构设计可适应不同规格的需求, 支腿可以自由调整, 安装灵活。
辊道输送机
辊道输送机采用辊道面输送物料, 主要用于货箱沿长度方向的输送, 在本方案中垂直于巷道方向均采用辊道输送机进行输送。其结构如下图所示:
主要技术参数:
额定输送载荷Max.50kg
控制方式:手动/单机自动/联机自动
运行跟踪方式:红外光电开关
通信方式:固定通信电缆
供电方式:动力电缆;380V, 50Hz
输送面标高:600mm或与miniload协调;
输送速度:12 m /min。
镀锌滚筒
带式输送机
带式输送机通过皮带的运动来带动其上物料 (货箱) 的运动。
主要技术参数:
额定输送载荷Max.50kg
控制方式:手动/单机自动/联机自动
运行跟踪方式:红外光电开关
通信方式:固定通信电缆
供电方式:动力电缆;380V, 50Hz
高度:与miniload协调;
输送速度:12 m /min。
升降输送机
升降输送机用来实现物料 (货箱) 在辊道输送机和带式输送间的转向输送, 皮带嵌在辊子的间隙内。当物料到达时, 皮带升起 (高于辊道输送面高度) 并转动, 实现物料的转向输送。
主要技术参数:
额定输送载荷Max.50kg
控制方式:手动/单机自动/联机自动
运行跟踪方式:红外光电开关
通信方式:固定通信电缆
供电方式:动力电缆;380V, 50Hz
输送面标高:与miniload协调;
输送速度:12 m /min;
升降周期:5s;
控制方式
手动方式
在输送控制系统操作员终端按下各段输送机运行钮, 即可控制其运行。该方式一般只在调试和故障时使用。
单机自动方式
单机自动是管理监控计算机与输送系统通信出现故障, 无法与输送系统PLC间进行数据通信时采用的一种有限自动作业方式。
该方式下, 只需在输送控制系统操作员终端的自动部分输入入库或出库站台的平面号, 整个输送系统便可完成输送作业。
在线联机控制方式
管理计算机自动分配入出库货位地址, 通过监控计算机发出作业命令, 输送系统PLC接到命令后控制各单机先后运行来完成入出库作业, 同时进行物料货物位置跟踪和信息传递, 并将运行过程及工作状态返回监控计算机, 通过动态仿真实时显示。
2.4自动控制与管理系统
2.4.1WMS系统的整体图
2.4.2 WMS系统功能
该系统基本功能有:基础数据管理、入库出库管理、补库管理、退库退货管理、盘单管理、移库管理、库存管理、账目单据报表管理、RF数据采集管理、DPS电子标签拣货管理
结束语:
自动化立体仓库系统 篇9
OPC是Object Linking and Embedding (OLE) for Process Control的缩写, 它是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用。它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。
2 系统组成
7台PLC控制器 (堆垛机和输送机) 通过MPI控制网络进行通讯, 完成现场运行设备的状态数据采集、传送及控制指令的传送等功能。上位机是一台普通的电脑, 其上安装的KEPServerEx, OPC服务器软件。
3 定制自己的OPC通讯模块
开发OPC客户端程序时, 首先应该生成OPC服务器支持的OPC对象, 然后就可以使用OPC对象支持的属性和方法, 对其进行各种操作。
OPC数据服务器定义了两种标准的COM对象, 即OPC Server, OPC Group对象。通过实现这两种标准的COM对象及相应接口, 用户就完成了OPC数据服务器的开发。OPC Server对象, 是客户端软件与服务器交互的首要对象。客户端访问OPC Server对象的接口函数组织管理OPC Group对象, OPC Group对象用于组织管理服务器内部的实时数据信息。在OPC标准中使用Items对象描述实时数据, Items是非COM对象, 是客户端不可见的对象。
定制CMyOPCComm类。
1) CMyOPCComm∶ConnectServer方法。
其中, serverIDStr为服务器识别号 (KEPServerKEPware.KEPS用erverEx.V4, 西门子用OPC.SimaticNet) ;str为服务器的IP地址 (如果是本机也可用127.0.0.1) ;m_pServer为CKServer, 客户端访问OPC Server对象。
2) CMyOPCComm∶AddGroup方法。
添加组, 实际上是对于每个巷道的堆垛机和输送机。
3) CMyOPCComm∶AddItem方法。
添加组的各个项目 (OPC服务器中的每个巷道的堆垛机和输送机需要采集或设置的数据项) 。
4) 初始化OPC服务器的数据项。
AddItem (m_pServer->GetGroup ("宗申立库") , "堆垛机1.堆垛机状态.StackerState_00", VT_BOOL) 。
将客户端和OPC服务器端数据连接起来。
5) 获得OPC服务器端数据。
GetDataFromOPC (CStringArray *DataArray) 。
6) 向OPC服务器端写数据。
WriteDataToOPC (CString yes, CString no, CString out) 。
4 OPC在自动化立体仓库管理系统的应用
自动化立体仓库管理系统的功能, 对立体仓库中各货物的物料的类型、数量进行管理, 能根据出料单或入库单向堆垛机自动发生作业, 并具有数据查询、打印等功能。
4.1 生成作业
根据入库单或出库单自动生成入库作业或出库作业。
4.2 系统发送作业
读取堆垛机和输送机的状态, 判断是否向堆垛机发送作业。
4.3 堆垛机完成作业
系统向堆垛机发送作业, 堆垛机完成作业。
4.4 编程实现
1) 生成一个堆垛机和输送机数据处理的线程类CcommunicationThread (基类CWinThread) 。
读取堆垛机和输送机的状态并进行处理。
2) 在主程序CMainFrame中。
a.生成六个CcommunicationThread的实例。
表示六个巷道, 其中需要处理每个堆垛机和输送机的信息。
b.重载CMainFrame∶OnTimer (UINTnIDEvent) 。
定时器的设置为SetTimer (101, 1000, NULL) 。
OPC技术在监控系统、工程机械等领域都得到广泛的应用。虽然使用开发工具也可以开发OPC Server, 但还是希望大家能多了解COM技术, 这样对OPC Server的扩展和维护都有好处。由于时间和作者水平的限制, 难免有错误和不妥之处, 敬请大家批评和指正。
摘要：介绍了利用OPC对象定制OPC通讯模块, 将其应用于自动化立体仓库管理系统中, 以及通过VC6.0++实现, 以期帮助相关人员加深了解, 从而促进OPC技术的推广应用。
关键词：自动化立体仓库,管理系统,VC++,OPC
参考文献
自动化立体仓库的优化调度研究 篇10
自动化立体仓库的货位分配及作业调度的优化问题一直是业界研究关注的重点, 所采用的方法包括时态逻辑、模拟退火、遗传算法、神经网络、Petri网等[1,2,3]。其中, 遗传算法在自动化立体仓库调度优化问题上已有多项研究。本文结合调度专家的知识经验, 依据推理策略建立货位管理专家系统, 在此基础上采用遗传算法对自动化立体仓库的调度问题进行建模仿真, 验证了该方法的可行性和有效性。
2 立体仓库模型
自动化立体仓库的出入库调度任务主要包括两个方面:一是作业调度原则, 二是货位管理原则[4]。一般作业调度原则有:先到先服务原则、优先权原则、处理时间最短原则、处理时间最长原则、随机原则、联合出入库原则、中断抢先原则。一般货位管理原则有:分巷道存放原则、就近原则、货架受力均匀原则、先入先出原则、货位分区原则。
3 货位管理的专家系统模型
3.1 专家系统基本结构
专家系统一般由6部分组成:人机接口、知识库、推理机、综合数据库、方法库和解释系统, 其中知识库和推理机是专家系统的两个重要组成部分。
3.2 货位管理知识库的建立
本文研究的货位管理知识库即采用较为普遍的产生式规则。产生式规则以IF条件 (前件) THEN结论 (后件) 为形式, 条件与结论均可以通过逻辑运算AND、OR、NOT进行复合。
知识库中的主要规则表示如下:
R1:IF堆垛机空闲THEN堆垛机状态置为0;ELSE堆垛机状态置为1;
R2:IF堆垛机状态为0 THEN为堆垛机下发指令;
R3:IF货位已经有货THEN货位状态置为1;ELSE货位状态置为0;
R4:IF货位状态为0 THEN可以放入货物;
R5:IF货位状态为1 THEN可以提出货物;
R6:IF货物入库AND出入库频率F>9 THEN货物放入A区 (最靠近出入库台) ;
……
R10:IF货物入库AND出入库频率F≤3 THEN货物放入E区 (最远离出入库台) ;
R11:IF货物入库AND货物重量>1000kg THEN货物放入最底层;
……
R16:IF货物入库AND货物重量<200kg THEN货物放入9-10层;
R17:IF货物入库THEN在相应区域内先左后右、先外后内、先下后上地寻找空货位P (k, m, n) (k为排, m为列, n为层)
在以上规则中, R1~R5是对堆垛机状态的判断及操作, R6~R17是货位管理原则。由于专家系统在本次研究中只参与货品分配过程, 所以简化了知识库, 缩短了数据, 仅仅制定了分配规则。
3.3 推理机制的选择
推理系统负责整个专家系统的运行, 本文采用正向推理机制。
4 组合优化的作业调度问题描述
在得到优化后的货位分配前提下, 建立寻求运输效率最高或运输费用最低的目标函数是解决优化掉问题的关键。本文针对减少堆垛机的空载运行时间, 得出对货物的存取顺序进行排列, 从而达到作业调度最优。
由于6排货架的状态相同, 所以只取一台堆垛机为例, 即只针对两排货架进行研究。设堆垛机在货位点i和货位点j间水平和垂直方向走过的路程之和为
堆垛机在x方向和y方向上独立运行, 单元货格的长宽高为L, 速度恒定为vx和vy, 则运行时间为
由于本文最优化问题不涉及堆垛机的启动、制动时间, 存取货物的货叉伸缩时间以及货物搬运时间, 故忽略以上问题, 则组合优化的目标函数为
5 堆垛机作业优化调度的遗传算法设计
5.1 编码
本文采用顺序表示的遗传基因编码方法。例如:顺序表为C= (12 3 4 5 6 7 8) , 运送路线为:1-3-5-7-2-8-4-6, 则编码为:L= (1 23 4 1 3 1 1) 。
5.2 适应度评价
本文的目标函数为最小化问题, 即堆垛机行驶时间T最短, 故选择适应度函数F=1/f (x) 。
5.3 遗传算法步骤
(1) 随机生成初始种群, 采用顺序编码方案进行染色体编码, 确定最大允许进化代数Gmas。 (2) 按照适应度函数计算染色体适应值。 (3) 选择运算采用比例选择算子。 (4) 交叉运算采用次序交叉法。 (5) 变异算子的设计比较灵活, 本文采用的方法是交换。 (6) 判断终止条件, 如果超过最大代数, 或得到最优解则退出程序, 否则转回步骤2继续执行。
6 结束语
本文在建立自动化立体仓库模型的基础上, 分析立体仓库调度原则, 建立了基于货位分配原则的专家系统知识库和推理机制, 仿真得出较为理想的结果;在此基础上, 利用遗传算法对作业调度进行优化, 减少堆垛机运行路程和时间, 有效地提高自动化立体仓库的效率。本文仅是在前人研究基础上的又一探索, 仍需进一步研究两种人工智能方法在立体仓库实际管理和运行中的应用。
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