【摘 要】該文結(jié)合筆者實(shí)踐，分析了自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，隨后探討了自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。便于給讀者提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)模式；設(shè)計(jì)；參考

對(duì)于自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)，其為整個(gè)自動(dòng)化立體倉庫設(shè)備的保護(hù)、測量、控制以及監(jiān)視都通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)得以完成。常規(guī)控制設(shè)備被自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控所取代，監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀況及保護(hù)設(shè)備，保證自動(dòng)分揀以及自動(dòng)輸送設(shè)備的運(yùn)行控制與開停機(jī)控制得以完成，AGV設(shè)備的控制， 完成對(duì)自動(dòng)堆垛機(jī)等許多運(yùn)行設(shè)備存取動(dòng)作的控制，比如：發(fā)布作業(yè)命令設(shè)置、位置校驗(yàn)和定位檢測控制、安全保護(hù)控制、確定作業(yè)狀態(tài)、位置計(jì)數(shù)以及定位減速控制；位置顯示控制、工作故障報(bào)警控制以及參數(shù)的在線監(jiān)視，打印報(bào)表，系統(tǒng)設(shè)備的自檢等很多功能。計(jì)算機(jī)為了完成如上功能，應(yīng)該分布這些系統(tǒng)中的設(shè)備。

一、自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式

（一）集中控制式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)

在早期，自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)主要基于集中控制式，其是由于價(jià)格、技術(shù)因素。那時(shí)計(jì)算機(jī)較為昂貴，針對(duì)一個(gè)中型自動(dòng)化立體倉庫，通常僅設(shè)置一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)全廠設(shè)備實(shí)施集中監(jiān)控。此系統(tǒng)的基本特性為不分層，就是不設(shè)采用計(jì)算機(jī)的現(xiàn)地控制級(jí)設(shè)備。整個(gè)自動(dòng)化立體庫的計(jì)算處理工作，均通過此計(jì)算機(jī)完成。但是因?yàn)榫窒抻谟?jì)算機(jī)性能，集中控制式自動(dòng)化立體倉庫控制系統(tǒng)的功能比較薄弱，僅完成部分監(jiān)控功能，還代替不了傳統(tǒng)的常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。比如自動(dòng)分揀系統(tǒng)以及自動(dòng)輸送機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)開停機(jī)控制，輔助設(shè)備的控制等都通過常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)完成，由計(jì)算機(jī)向這些常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出開停機(jī)命令， 常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)完成執(zhí)行工作?？偠灾?，集中控制式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)可靠性較低，雖然投資較少，但在一些中大型自動(dòng)化立體倉庫不采用，僅用于小型自動(dòng)化立體倉庫，或者自動(dòng)設(shè)備數(shù)量不多，控制功能簡單的中小型自動(dòng)化立體倉庫。

（二）功能分散式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)

因?yàn)橛?jì)算機(jī)價(jià)格的降低以及自動(dòng)化立體倉庫對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)可靠性要求不斷提高，為彌補(bǔ)集中式監(jiān)控系統(tǒng)的一些缺陷，功能分散式監(jiān)控系統(tǒng)于是出現(xiàn)。這時(shí)，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的每種功能不再通過一臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行完成，卻是通過多臺(tái)計(jì)算機(jī)分別完成。每個(gè)計(jì)算機(jī)僅負(fù)責(zé)完成某項(xiàng)或者多于一項(xiàng)的任務(wù)，于是一系列完成專項(xiàng)功能的計(jì)算機(jī)出現(xiàn)，如數(shù)據(jù)采集用計(jì)算機(jī)、通信用計(jì)算機(jī)、調(diào)整控制用計(jì)算機(jī)或者事件記錄用計(jì)算機(jī)。其為一種功能以及橫向的分散。某臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，僅影響某功能，但是功能依然能實(shí)施，可靠性得到一定的提高。因?yàn)楣δ芊稚ⅲ?每臺(tái)計(jì)算機(jī)的負(fù)載減少，一般都有微機(jī)進(jìn)行承擔(dān)。這樣就出現(xiàn)多微機(jī)系統(tǒng)，即可用多臺(tái)微機(jī)來完成原先由一臺(tái)高性能小型機(jī)完成的任務(wù)， 經(jīng)濟(jì)上也是合算的。然而功能分散式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)依然未解決集中式監(jiān)控系統(tǒng)的全部問題。比如：某功能裝置計(jì)算機(jī)故障，則全部自動(dòng)化立體庫的這部分功能都會(huì)消失，影響較大； 更未解決要把全部信息集中于一處（用電纜）造成的問題；系統(tǒng)可靠性還是不高。這種功能分散式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)很少采用。

（三）分層分布式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)

上面信息過于集中的矛盾能通過分布處理進(jìn)行解決。自動(dòng)化立體倉庫采用的處理一般和分層控制進(jìn)行結(jié)合， 其在實(shí)際上，為一種分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)。集中式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)及功能分布式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)，由于自身的缺點(diǎn)，變?yōu)闈u漸淘汰的自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 目前已不斷減少在自動(dòng)化立體倉庫中運(yùn)用，分層分布式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用比較多。其主要包括如下的分層分布式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

不帶前置機(jī)的RS232/RS485 串行通信分層分布式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示；

帶前置機(jī)的RS232/RS485 串行通信分層分布式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示；

還有雙計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分層分布式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分層分布式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（雙以太網(wǎng)多機(jī)系統(tǒng)）。和集中控制式進(jìn)行對(duì)比，分層分布式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為：

1、所以不牽涉全系統(tǒng)性質(zhì)的監(jiān)控功能均能安排于較低層進(jìn)行實(shí)現(xiàn)， 其使控制過程實(shí)現(xiàn)加快， 就是提高響應(yīng)性能， 還使控制中心的負(fù)擔(dān)變少， 許多信息傳輸表少， 系統(tǒng)的可靠性得以提升。

2、可以靈活適應(yīng)被控制生產(chǎn)過程的擴(kuò)大與變更， 能進(jìn)行分階段投資， 這些均使系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性與靈活性提升。

3、針對(duì)分層控制系統(tǒng)， 雖然系統(tǒng)的某部分由于故障，停止了工作， 系統(tǒng)另外的部分依然可以進(jìn)行工作， 分層間還能互為備用， 進(jìn)而極大提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

4、因?yàn)榉謱涌刂品绞揭话氵\(yùn)用多機(jī)系統(tǒng)， 各級(jí)計(jì)算機(jī)配置與容量能和要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行極其密切的配合， 使最低層的計(jì)算機(jī)更加實(shí)用， 整個(gè)系統(tǒng)的工作效率更高。

（四）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)-FCS

FCS在自動(dòng)化立體倉庫中得到應(yīng)用，其為一種最新的分布式控制結(jié)構(gòu)。之前的分層分布式自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用三級(jí)結(jié)構(gòu)， 即廠級(jí)-現(xiàn)地級(jí)-現(xiàn)場儀表。每家廠商的監(jiān)控系統(tǒng)有自己的標(biāo)準(zhǔn)， 互連很難； 系統(tǒng)成本還比較高。FCS的結(jié)構(gòu)模式是二層：工作站-現(xiàn)場總線智能設(shè)備。此類結(jié)構(gòu)模式能減少成本， 增加可靠性。國際標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一之后，真正的開放式互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)。

二、自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)具有的功能

1、直觀并實(shí)時(shí)地顯現(xiàn)出來自動(dòng)化立體倉庫貨物入庫與出庫作業(yè)的過程；2、記錄并管理立體倉庫中貨物的出入庫信息，主要有貨物的出入庫時(shí)間、代號(hào)、名稱以及存儲(chǔ)貨位，還有存儲(chǔ)貨位信息；3、報(bào)警發(fā)生時(shí)，出現(xiàn)故障的位置以及故障名稱等信息可以方便、直觀地顯示；4、貨物的出入庫報(bào)表可以生成并打印出來。

（二）立體倉庫監(jiān)控畫面及管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

主監(jiān)控窗口、狀態(tài)顯示窗口、貨物列表管理窗口、貨物信息查看窗口及出入口報(bào)表管理窗口共同組成整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)。針對(duì)監(jiān)控主窗口，其會(huì)實(shí)現(xiàn)以下功能：從監(jiān)控管理系統(tǒng)內(nèi)置“貨位信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表”中讀取并實(shí)時(shí)更新各貨位有無貨物的狀態(tài)；實(shí)時(shí)顯示堆垛機(jī)在倉庫貨架間的巷道內(nèi)運(yùn)行，并進(jìn)行相應(yīng)的出入庫作業(yè)情況；發(fā)送貨位選擇、入庫以及出庫等操作命令；進(jìn)行堆垛機(jī)放/取貨時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀況的實(shí)時(shí)顯示。

狀態(tài)顯示窗口會(huì)實(shí)現(xiàn)下面的功能：堆垛機(jī)作業(yè)中位置以及報(bào)警信息的顯現(xiàn)；堆垛機(jī)作業(yè)類型、工作狀態(tài)以及運(yùn)行速度的顯示。

貨物列表管理窗口通過表格形式，顯現(xiàn)全部已進(jìn)行的出入庫作業(yè)的貨物列表，主要有貨物代號(hào)、貨物名稱以及備注。

貨位信息查看窗口顯示所查詢貨位所存貨物的貨物代號(hào)及名稱、入庫時(shí)間以及備注。

出入庫報(bào)表管理窗口顯示立體倉庫中進(jìn)行的所有出入庫作業(yè)記錄報(bào)表。包括貨物代號(hào)及貨物名稱、存取該貨物的貨位地址、針對(duì)此貨物實(shí)施的是出庫還是入庫操作、作業(yè)時(shí)間、作業(yè)過程有沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤及備注。能對(duì)報(bào)表中的記錄實(shí)施打印與查詢。支持三種查詢方式，就是分別根據(jù)貨物名稱、地址以及代號(hào)或者作業(yè)時(shí)間段實(shí)施查詢。

三、總結(jié)

我國的自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式， 起初是集中控制式， 然后是功能分布式以及分層分布式， 隨后又到全開放的分層分布式， 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)-FCS， 不僅提升了性價(jià)比， 還增加了可靠性， 確保產(chǎn)品升級(jí)換代的實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行何種自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式的選擇時(shí)， 應(yīng)該了解每種結(jié)構(gòu)模式以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺，進(jìn)行自動(dòng)化立體倉庫規(guī)模大小的考慮，自動(dòng)化設(shè)備臺(tái)數(shù)，還應(yīng)考慮先進(jìn)性、可靠性以及可擴(kuò)性這些因素，更要考慮經(jīng)濟(jì)性因素，便于綜合權(quán)衡，進(jìn)行最佳決策。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭珍瑞，郭佑民，董海棠等. 自動(dòng)化立體倉庫管理監(jiān)控系統(tǒng)研制與實(shí)現(xiàn)[J]. 蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2001（4）：8- 11.

[2]張維君，索世文，牛軍.PLC在自動(dòng)化立體倉庫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2004（2）：54-56.

[3]周天沛，代洪.基于PLC的自動(dòng)化立體倉庫控制系統(tǒng)[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2009（2）：43-46.