自動化倉儲調(diào)度管理控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

李姍姍 張 浩

（江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院，江蘇徐州221116）

0 引言

為了滿足人們的物質(zhì)消費需求，社會生產(chǎn)力水平不斷提高，科學(xué)技術(shù)發(fā)展也取得了長足的進步，隨著工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化，更加智能化、自動化水平更高的裝備取代了以往的高污染與高耗能的老式機器裝備，并被快速應(yīng)用到了各行各業(yè)中。

本文研究的主要內(nèi)容是基于PLC的自動化倉儲調(diào)度管理控制系統(tǒng)的設(shè)計，生活中，人們會遇見許多問題，如企事業(yè)單位倉庫中物品的存放、管理、轉(zhuǎn)存等都需要進行合理的安排運轉(zhuǎn)，所以，為了減少資源的浪費，提高生產(chǎn)效率以及存儲的高效性、準確性，我們可為整個轉(zhuǎn)運系統(tǒng)配置自動化倉儲調(diào)度管理控制系統(tǒng)，通過PLC程序的編寫來實現(xiàn)定距離運行、物品定點存放，以保證整個倉庫中物品的快速調(diào)度。

1 自動化倉儲的發(fā)展現(xiàn)狀

倉儲是自動化生產(chǎn)活動的重要組成部分，它是物流系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，是現(xiàn)代物流的一個重要環(huán)節(jié)，在整個物流過程中發(fā)揮著緩沖、平衡和調(diào)節(jié)的作用。在倉儲行業(yè)發(fā)展過程中，一個極其重要的標志就是自動化立體倉庫的出現(xiàn)，它不僅改變了倉儲行業(yè)勞動密集度高以及效率低下的現(xiàn)狀，而且大大地擴展了倉庫的功能，使其從單純的保管存儲擴大為綜合流通。

隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展，自動化倉儲逐漸發(fā)展成為一門集自動存儲、自動檢索、物料搬運等于一體的綜合性科學(xué)技術(shù)。通過高層的立體貨架以及托盤系統(tǒng)進行貨物存儲和分揀，以先進的自動控制設(shè)備碼垛機為基礎(chǔ)，通過先進的自動化控制手段，構(gòu)成了大容量、高效率的科學(xué)存儲方式，形成了現(xiàn)代化的新型物流方式。

2 自動化倉儲的入庫管理及出庫管理

2.1 自動化倉儲的入庫分區(qū)原則

自動化倉儲的入庫原則是商品在進行入庫工作時應(yīng)遵循的準則，如將倉庫分為幾個不同的區(qū)域來存儲不同品種的商品，入庫原則是需要滿足商品貨位的入庫要求和存放要求，還應(yīng)盡可能縮短入庫的時間，提高入庫的準確度。

一個自動化倉庫是否需要進行分區(qū)一般取決于倉庫的存儲形式、入庫頻率等。一般情況下，倉庫體較長的有分區(qū)的必要，一些特殊商品也有分區(qū)的必要，因為貨物本身的化學(xué)性質(zhì)決定了它們能不能混放在一起。在本文中，我們根據(jù)貨品特性進行分區(qū)，這種分區(qū)方法是指根據(jù)商品的重量、屬性等固有的性質(zhì)，將需要分開存放的商品分開存放，使商品在從入庫到出庫的整個存儲時間內(nèi)，其質(zhì)量幾乎不發(fā)生任何變化。如一些有特殊氣味的商品，為了防止與其他商品串味，需要將其存放在單獨的貨架上；如某些商品需要低溫保存，也需要設(shè)置一個特定的低溫區(qū)域，用來保證它不會融化。

2.2 自動化倉儲的撿貨出庫原則

合理地安排貨物的出庫順序可以縮短出庫時間。工作人員拿到訂單后，按照客戶的要求將倉庫中的商品依次從貨架上取出，操作方法簡單，工作人員的任務(wù)非常明確。這是針對一張訂單，如果是多張訂單，即需要根據(jù)貨物的品種、規(guī)格以及數(shù)量等特點，將訂單分為少樣多量或者多樣少量等，也就是將不同訂單根據(jù)一定的共性進行合并，將依次揀選合并為一次撿貨，這樣既克服了單張訂單撿貨慢的缺點，又克服了多張訂單壓貨的缺點，能提高出庫的工作效率。

3 自動化倉儲調(diào)度管理控制系統(tǒng)組成

此系統(tǒng)的整個運動過程主要是先由檢測和傳送部分將物品進行一次垂直方向的運動，然后再進行一次高位置的水平方向的位移，最后結(jié)合檢測裝置將物品存放到相應(yīng)的倉庫內(nèi)；也可以實現(xiàn)將物品從倉庫中提取出來并送到初始位置處。系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 自動化倉儲調(diào)度管理控制系統(tǒng)圖

自動化倉儲調(diào)度管理控制系統(tǒng)的主要技術(shù)是工業(yè)控制，只要工作人員知道PLC基本的參數(shù)、編程的結(jié)構(gòu)以及一些基礎(chǔ)原理，基本上就能夠完成一般功能的系統(tǒng)的編譯及調(diào)試任務(wù)，使PLC可以實現(xiàn)對整個工作系統(tǒng)的控制。自動化倉儲調(diào)度管理控制系統(tǒng)通過PLC程序的編寫來進行定距離運行、物品定點存放，以保證整個倉庫中物品的快速調(diào)度。

本系統(tǒng)對入庫和出庫的設(shè)定必須依照實際需要，合理地控制移動距離。根據(jù)所搬運物體的體積、重量來確定所用夾爪的規(guī)格，按物品的分類合理地進行放置和提取。

4 自動化倉儲調(diào)度管理控制系統(tǒng)的工藝流程

4.1 入庫項目流程

按下啟動按鈕后，通過傳感器小車對工件進行檢測，同時也對倉庫庫位進行檢測，記錄檢測結(jié)果，通過PLC計算出入庫位置，然后載物小車將貨物傳送到指定地點，再由水平移動裝置上的氣爪及檢測裝置抓取貨物，在搬運的同時圓形倉庫也旋轉(zhuǎn)到了指定的角度，最后由氣動夾爪完成入庫動作。在系統(tǒng)運行過程中按下停止按鈕，系統(tǒng)會停止所有輸出點。系統(tǒng)在靜止狀態(tài)下，如按下復(fù)位按鈕，所有裝置將返回原點，準備下一次入庫動作。工件入庫項目流程圖如圖2所示。

圖2 自動化倉儲調(diào)度管理控制系統(tǒng)入庫項目流程圖

4.2 出庫項目流程

按下啟動按鈕后，通過傳感器對圓形倉庫內(nèi)的庫存情況進行檢測，記錄檢測結(jié)果，通過PLC計算出入庫位置。確定入庫位置后，水平移動及檢測裝置水平移動到圓形倉庫上方，此時圓形倉庫也旋轉(zhuǎn)到指定角度。全部到位后氣動夾爪對貨物進行抓取，空中搬運。到達出庫平臺正上方后，氣動夾爪將貨物放置在平臺上方，然后返回工作原點，完成出庫動作。在系統(tǒng)運行過程中按下停止按鈕，系統(tǒng)會停止所有輸出點。系統(tǒng)在靜止狀態(tài)下，如按下復(fù)位按鈕，所有裝置將返回原點，準備下一次出庫動作。工件出庫項目流程圖如圖3所示。

4.3 軟件編寫思路

圖3 自動化倉儲調(diào)度管理控制系統(tǒng)出庫項目流程圖

程序的制作是對問題進行分析判斷之后，得到能夠處理該問題的方法的整個系統(tǒng)性的發(fā)展過程。軟件部分在整個設(shè)計過程中必不可少，在軟件編寫過程中問題總會存在，但該如何去解決問題？這需要先對問題產(chǎn)生的原因進行查找、分析，明確要采取的措施，再最終確定解決方案。為了能夠清晰地展示整個思路，本文通過繪制流程圖來協(xié)助處理問題，并設(shè)計出符合整個系統(tǒng)功能的程序。具體的設(shè)計步驟如下：

（1）觀察、思考問題。

根據(jù)系統(tǒng)中已經(jīng)提供的信息資源，仔細地查找思索，努力找到切入點，思考系統(tǒng)最終要完成的功能，盡可能多地發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律性的東西，這樣有助于讓思路更清晰，有了清晰的解題思路，才能游刃有余地解決實際存在的問題。

（2）制作系統(tǒng)運轉(zhuǎn)流程圖。

清楚明確地展示整個過程所經(jīng)歷的步驟，逐條解決問題。

（3）編寫系統(tǒng)程序。

根據(jù)設(shè)計好的流程圖，編寫出正確的PLC程序。

（4）判斷程序運行結(jié)果的合理性。

根據(jù)編寫的程序，觀察運行狀況并判斷是否符合整個方案規(guī)劃所需實現(xiàn)的功能，如果結(jié)果顯示出不能達到預(yù)定的要求或出現(xiàn)運行錯誤的狀況，應(yīng)該對程序進行多次運行并監(jiān)控狀態(tài)，找出問題所在，解決存在的不合理之處。

5 結(jié)語

隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，人們對物資的需求量大大增加了，大量的物資被生產(chǎn)并運送到各地市場，為了提高產(chǎn)品流轉(zhuǎn)的高效性，自動化倉儲調(diào)度管理控制系統(tǒng)的應(yīng)用成為工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的必然結(jié)果。但針對自動化倉儲中出入庫環(huán)節(jié)的約束條件設(shè)置得過于簡單，使得經(jīng)典的調(diào)度理論與現(xiàn)實情況之間存在一定的差距，這也是國內(nèi)外學(xué)者們研究的重點與難點。本文在這樣的背景下，對物品的出入庫問題進行了研究，但是由于筆者能力和時間有限，整個研究過程中難免存在一定的缺陷，本文的研究模型只是針對最普通的貨架，后續(xù)可對模型進行改良，使其能夠適應(yīng)其他類型貨架的調(diào)度問題。

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