李姍姍 張 浩

（江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)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(jìn)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(jī)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(jìn)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(zhǔn)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(biāo)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(kuò)展了倉庫的功能，使其從單純的保管存儲擴(kuò)大為綜合流通。

隨著計算機(jī)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(jìn)行貨物存儲和分揀，以先進(jìn)的自動控制設(shè)備碼垛機(jī)為基礎(chǔ)，通過先進(jìn)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(jìn)行入庫工作時應(yīng)遵循的準(zhǔn)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(zhǔn)確度。

一個自動化倉庫是否需要進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行一次垂直方向的運動，然后再進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行檢測，同時也對倉庫庫位進(jìn)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?fàn)顟B(tài)下，如按下復(fù)位按鈕，所有裝置將返回原點，準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)行抓取，空中搬運。到達(dá)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?fàn)顟B(tài)下，如按下復(fù)位按鈕，所有裝置將返回原點，準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(xì)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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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[5]蔣宇.基于預(yù)測模型的立體倉庫調(diào)度策略研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2008.