0 引言

輪轂是汽車零部件的一個重要組成部分，它是一種圓桶形結(jié)構(gòu)，支撐輪胎，連接制動單元，安裝在軸上的金屬部件。鋁合金輪轂由于散熱好，精度高，美觀時尚等特性，正逐步取代鋼制輪轂，得到廣泛應(yīng)用。為滿足個性化需求，鋁合金輪轂種類多，樣式復(fù)雜，在倉儲中需要占據(jù)多個倉位，且在制造加工過程中，根據(jù)制造工序和生產(chǎn)安排需要頻繁出入倉庫。傳統(tǒng)輪轂倉庫隨著城市化推進，土地緊張，人力成本上升，導(dǎo)致運營成本不斷增加，并且自動化、智能化等方面弊端越發(fā)明顯?？萍嫉倪M步，使越來越多的自動化設(shè)備和策略在倉儲中得到普及和應(yīng)用，自動化、智能化的立體倉庫應(yīng)運而生

。相比傳統(tǒng)倉庫，智能立體倉庫在占地面積，運營速度，人工成本，物流管理等方面優(yōu)勢明顯，提高了空間利用率和物料出入庫效率，以它獨特的優(yōu)勢在倉儲發(fā)展中占據(jù)了重要地位。將自動化立體倉庫應(yīng)用到輪轂存儲，采用智能算法提前對倉位中的輪轂進行合理排序，可簡化后續(xù)工作流程，對降低成本，提升運營速度有極大意義。

1 整體功能設(shè)計

本文設(shè)計的智能化汽車輪轂倉庫為2層，3列，共計6個倉位

。倉位由托盤，直線滑軌和氣缸組成。每個倉位的托盤上放置一個汽車輪轂，托盤和輪轂之間設(shè)置定位基準(zhǔn)，保證輪轂在托盤中姿態(tài)一致。選用PLC作為控制器，通過兩位五通單電控電磁閥控制托盤動作，實現(xiàn)輪轂的出倉和進倉。氣缸兩端各安裝一個磁性傳感器，檢測托盤伸出和退回到位。所有倉位均設(shè)置漫反射光電傳感器和指示燈，檢測倉位有無輪轂，將檢測結(jié)果發(fā)送給PLC，并在料倉指示燈和觸摸屏上顯示狀態(tài)。采用六軸工業(yè)機器人作為執(zhí)行結(jié)構(gòu)，在其手臂上安裝夾爪，夾緊或松開輪轂，配合托盤，完成輪轂的出入庫。

藥物治療回顧（medication therapy review，MTR）、個人用藥記錄（personal medication record，PMR）、藥物治療相關(guān)計劃（medication action plan，MAP）、干預(yù)和/或轉(zhuǎn)診、文檔記錄與隨訪是MTM服務(wù)的5個核心要素（見圖1）。

另外，為了進行特征識別，獲取加工工藝，在每個輪轂的相同區(qū)域，粘貼二維碼對輪轂進行編碼，該信息可由掃碼槍，機器人視覺或工業(yè)相機進行識別，將識別結(jié)果通過通信接口傳送給PLC，并在觸摸屏上顯示，也可手動設(shè)定或通過MES系統(tǒng)獲取。在PLC上編寫算法，實現(xiàn)智能化倉庫中汽車輪轂調(diào)整策略，優(yōu)化動作路徑，提高排序效率，整體架構(gòu)如圖1所示。

2 智能化汽車輪轂倉庫系統(tǒng)設(shè)計

2.1 倉庫設(shè)計

由于智能化汽車輪轂倉庫上安裝各類傳感器，電磁閥等數(shù)字量器件，PLC要采集和控制的信號點多達(dá)幾十個，若采用常規(guī)的“點到點”方式連接，PLC需要增加擴展模塊來擴展硬件IO。實現(xiàn)信號連接時，若PLC與輪轂倉庫距離較遠(yuǎn)，會出現(xiàn)布線繁瑣凌亂，模塊間拆裝不便利，整體架構(gòu)成本上升等情況。為更好地解決上述問題，可在輪轂倉庫處放置遠(yuǎn)程IO模塊，該模塊由一個適配器和一定數(shù)量的數(shù)字量輸入模塊，數(shù)字量輸出模塊組成?？紤]價格，功能等因素，設(shè)計時沒有選擇西門子ET200系列遠(yuǎn)程IO，而是采用南京華太公司推出的FR8210 PFOFINET適配器，F(xiàn)R1108(8通道數(shù)字量輸入模塊)，F(xiàn)R2108(8通道數(shù)字量輸出模塊)搭建遠(yuǎn)程IO模塊。如圖2所示。輪轂倉庫上所有的輸入/輸出信號就近接到遠(yuǎn)程IO模塊上的輸入/輸出模塊，通過工業(yè)以太網(wǎng)，交換機，實現(xiàn)遠(yuǎn)程IO適配器與S7-1200 PLC組網(wǎng)進行通信，實現(xiàn)PLC對現(xiàn)場信號的采集與控制，如圖3所示。

IF "數(shù)據(jù)塊_1".actualStore[#j] = "數(shù)據(jù)塊_1".expectStore[#i] THEN

集成PFOFINET接口，可實現(xiàn)與其他S7 CPU，PFOFINET I/O設(shè)備進行通信；集成4路高速脈沖發(fā)生器，配合工藝對象，可實現(xiàn)對步進或伺服電機的位置控制；本體集成14入10出數(shù)字量IO點，最多可擴展8個信號模塊，過程映像輸入/輸出各1024B；可采用SCL(Structured Control Language)語言編寫程序，該語言是一種基于PASCAL的高級編程語言，接近自然語言

。比傳統(tǒng)的梯形圖方便閱讀和理解，尤其是采用if，for，while等語句實現(xiàn)程序循環(huán)嵌套，更加方便和高效，非常適合應(yīng)用于復(fù)雜的數(shù)據(jù)計算，數(shù)據(jù)管理、過程優(yōu)化和統(tǒng)計任務(wù)等。

所謂動態(tài)性是一個相對而言的過程，對于工程造價而言，由于整個項目從開始到完成竣工是一個具有時間跨度的過程，而且根據(jù)工程量的大小不同時間也是不同的。但是工程造價是一個預(yù)先計算、估計的過程，即使是最為完備、精確的工程造價預(yù)算依舊跟實際情況會有所出入和差別。所以，動態(tài)性是工程造價另一個較為突出的特征。

2.2 執(zhí)行機構(gòu)

六軸工業(yè)機器人運行速度快，動作靈活，重復(fù)定位精度高，編程使用簡單，可靠性好，隨著價格不斷下降，越來越多的應(yīng)用于柔性化生產(chǎn)。相比傳統(tǒng)的直角坐標(biāo)系碼垛機，六軸工業(yè)機器人可在三維空間自由活動，以不同的姿態(tài)拾取零部件。在輪轂取放過程中，六軸工業(yè)機器人可任意調(diào)整輪轂角度和方向，方便出入庫和后續(xù)加工。系統(tǒng)選用ABB公司的IRB120六軸工業(yè)機器人搭配氣動夾爪作為執(zhí)行機構(gòu)。安裝具有16個數(shù)字輸入信號和16個數(shù)字輸出信號的標(biāo)準(zhǔn)I/O板卡DSQC652。通過該機器人控制其手臂上夾爪的動作，夾緊或釋放輪轂。由于PLC與工業(yè)機器人有大量數(shù)據(jù)需要交換，標(biāo)準(zhǔn)I/O信號點數(shù)量不足，所以采用機器人支持的，基于DeviceNet總線技術(shù)的遠(yuǎn)程I/O模塊擴展IO。選用南京華太公司的FR8030 DeviceNet適配器，F(xiàn)R1108和FR2108擴展IO。PLC和機器人之間通過遠(yuǎn)程IO數(shù)字量接線的方式交換數(shù)據(jù)，即PLC遠(yuǎn)程IO的數(shù)字量輸入信號接至工業(yè)機器人遠(yuǎn)程IO的數(shù)字量輸出模塊，PLC遠(yuǎn)程IO的數(shù)字量輸出信號接至工業(yè)機器人遠(yuǎn)程IO的數(shù)字量輸入模塊。數(shù)據(jù)長度為16位，暫時使用其中的12位。其中0-7位為倉位號(最大尋址到127號倉位)，8-9位：功能碼(01：取輪轂，放輪轂)，10-11位：完成信息(01：到達(dá)位置，10：錯誤，11動作完成)。

單一工業(yè)機器人的工作半徑往往有限，且存在奇點以及不可到達(dá)區(qū)域，僅憑工業(yè)機器人的工作空間，多數(shù)倉位無法到達(dá)。故可采用伺服電機，絲杠導(dǎo)軌搭建移動滑臺，作為工業(yè)機器人的擴展第七軸使用。PLC采用PTO脈沖輸出方式精確控制伺服電機轉(zhuǎn)動的速度和角度，通過絲杠導(dǎo)軌將圓周運動轉(zhuǎn)換成滑臺的直線運動，帶動機器人移動，使機器人的工作范圍擴大至整個智能化倉庫。

2.3 輪轂調(diào)整策略設(shè)計

為實現(xiàn)智能化倉庫中輪轂編號與期望編號一致，傳統(tǒng)的輪轂調(diào)整方法需要根據(jù)實際情況，逐步對兩個倉位進行對換。為此，需要設(shè)置一個過渡位，先將當(dāng)前倉位的輪轂取出放到過渡位，騰出空倉，找到期望編號所在的倉位，從中取出輪轂，放入當(dāng)前倉位，再將過渡位的輪轂移至期望編號原來的倉位。該方法原理簡單，便于理解，編程容易實現(xiàn)，對效率要求不高，調(diào)整頻率不大的場合極為適用，但存在過度使用過渡位，動作多，耗費時間長等缺點。

本文設(shè)計了一種空倉調(diào)整法來實現(xiàn)輪轂的調(diào)整，具體思路為：識別空倉，獲取空倉期望輪轂的編號，查詢期望編號輪轂所在的倉位，從期望輪轂所在的倉位取出輪轂，放入空倉，從而制造出一個新的空倉，循環(huán)這個過程，直至完成所有輪轂的調(diào)整。若調(diào)整時，沒有空倉，可先按照從小到大的規(guī)則，取出第一個未正確調(diào)整的輪轂，放入過渡位，產(chǎn)生一個空倉。其工作過程如圖4所示。

3 PLC編程實現(xiàn)輪轂調(diào)整系統(tǒng)

首先，用示教器對工業(yè)機器人的點位進行示教，將6個倉位的點位和過渡點位置依次存放在機器人中，下標(biāo)為1-7的一維數(shù)組targetPosition；接著，在PLC中新建“數(shù)據(jù)塊”，并創(chuàng)建3個一維數(shù)組。第1個數(shù)組axisPotion，用于存放工業(yè)機器人到達(dá)6個倉位和過渡點時對應(yīng)擴展軸的位置；第2個數(shù)組expectStore，用于存儲每個倉位中期望輪轂的編號，該數(shù)據(jù)可手動在觸摸屏上設(shè)定或自動從MES系統(tǒng)獲??；最后一個數(shù)組actualStore，用于存放所有倉位以及過渡位輪轂的實際編號。最后，在PLC中創(chuàng)建“功能”，使用“SLC語言”進行編程。具體流程圖如圖5所示。

在時間上具有明顯的周期性，有5個明顯的地震活躍期，分別為：1913～1925、1936～1955、1970～1976、1988～1996、2011年至今。

在編寫程序時，先查詢actualStore數(shù)組中第1個值為0，且expectStore數(shù)組不為0的下標(biāo)(表示找到允許放輪轂的空倉)，記錄下標(biāo)值i(倉位編號)。接著，根據(jù)expectStore[i](空倉期望的輪轂編號)，遍歷actualStore數(shù)組，找到與expectStore[i]具有相同值的actualStore[j]，記錄下標(biāo)j(需要取出輪轂的倉位)。

我們把高層建筑可以看作是固定在地面上的一個懸臂結(jié)構(gòu)，它一方面受垂直荷載作用，另一方面受水平荷載作用。其中，垂直荷載使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生軸力，其大小與建筑物高度基本呈線性關(guān)系；水平荷載使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩，其大小與建筑物高度基本呈二次方變化。一般情況下，對地震作用效應(yīng)影響較大的是水平荷載，高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計首先要保證建筑物的結(jié)構(gòu)要有較大剛度。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要矛盾就是抗水平力，我們應(yīng)根據(jù)抗震等級和水平荷載的分布設(shè)計采用不同的結(jié)構(gòu)體系。

程序如下所示：

END_IF;

FOR #i := 1 TO 7 DO

1.4.3 提取時間對樹舌靈芝多糖提取率的影響。準(zhǔn)確稱取6份質(zhì)量相同的5 g靈芝干粉末，按液料比45∶1加入蒸餾水，設(shè)置提取時間分別為30、60、90、120、150、180 min，在70 ℃條件下提取3次，根據(jù)所測吸光度考察提取時間對樹舌靈芝粗多糖得率的影響。

//獲取空倉倉位

IF "數(shù)據(jù)塊_1".actualStore[#i] = 0 AND "數(shù)據(jù)塊_1".expectStore[#i] <> 0 THEN

"putStoreNum" := #i; //獲取需要放入的倉位編號

案例企業(yè)社會責(zé)任行為說明：2018年1月19日，在《證券日報》主辦的第一屆新時代資本論壇上，首屆“金駿馬獎”評選結(jié)果出爐。中化國際榮獲金駿馬“最具社會責(zé)任上市公司”獎。“最具社會責(zé)任上市公司獎”主要表彰新時代資本市場上持續(xù)履行社會責(zé)任的杰出企業(yè)。中化國際作為國家“一帶一路”國際合作倡議的先行者，沿“一帶一路”國家和地區(qū)深入踐行了大量社會責(zé)任，是中國國家化企業(yè)履行社會責(zé)任的典型代表。

為滿足系統(tǒng)的整體設(shè)計要求，控制系統(tǒng)選用西門子S7-1200系列的CPU 1214C DC/DC/DC作為控制器

。該控制器具有如下特點：

接線的選擇在這里是一個很大的問題，比如說接線的截面面積和材料組成。當(dāng)然，決定權(quán)還是在具體電壓。不同電壓下，電流量就不同，導(dǎo)致接線所承受的情況就不同，比如說110kV的架空線路導(dǎo)線就不能小于200平方毫米。有時還要結(jié)合相應(yīng)的天氣情況為接線增加合適的材料，比如說在雷區(qū)附近的接線就得配備相應(yīng)的絕緣措施。電桿的材料也要結(jié)合周邊的具體情況，比如說在經(jīng)常經(jīng)受狂風(fēng)暴雨的區(qū)域里，電桿的材料就得更抗打擊?，F(xiàn)在，很多新式材料的接線已經(jīng)出現(xiàn)，有條件的情況下，農(nóng)村可以換上這些減少供電過程中的消耗，比更加切實保障供電的安全。

FOR #j := 1 TO 7 DO

"getStoreNum" := #j;//獲取需要取出的倉位編號

END_IF;

END_FOR;

END_FOR;

EXIT;

EXIT;

END_IF;

END_IF;

此時，正確識別了需要取和放的倉位，移動滑臺，將查詢到的空倉編號，目標(biāo)倉位編號發(fā)送給機器人，根據(jù)機器人的到位信號，彈出相應(yīng)倉位的托盤，發(fā)送功能碼控制工業(yè)機器人夾取，釋放動作，完成輪轂的調(diào)整。

若立體倉庫中不存在空倉，或空倉不允許存放輪轂，則制造空位的程序如下所示：

FOR #i := 1 TO 7 DO

//獲取第1個實際編號與期望編號不同的倉位

IF "數(shù)據(jù)塊_1".actualStore[#i] <> "數(shù)據(jù)塊_1".expectStore[#i] THEN

(2) 沿用工程高邊坡定量風(fēng)險評估技術(shù)方案，對該段邊坡加固施工后進行定量風(fēng)險評估，對比前后兩階段評估結(jié)果，該邊坡風(fēng)險值明顯得到改善，驗證了該邊坡加固措施的工程經(jīng)濟價值。

"getStoreNum" := #i; //需要取輪轂的倉位

EXIT;

隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)業(yè)機械使用量的增加，建設(shè)農(nóng)村加油站，滿足廣大農(nóng)戶對油料的使用需求，已成為當(dāng)下一項比較重要的民生問題。農(nóng)村加油站經(jīng)營品類單一、加油時間不固定、人員維護成本增高等實際問題，阻礙了加油站的規(guī)模性發(fā)展。我們選擇加油站、充電樁、自助洗車與新零售無人售賣結(jié)合，形成新農(nóng)村樞紐生態(tài)圈，提出建立新農(nóng)村綜合自助服務(wù)區(qū)的理念，建議用大數(shù)據(jù)合理規(guī)劃站點、節(jié)省人工運營成本、建立智能化一站式服務(wù)，以滿足農(nóng)村新形勢發(fā)展的需求。

IF ("NGFlag" = TRUE) THEN

目前出版的SPSS教材不下數(shù)十種,多數(shù)教材在給出案例后,直接跳入菜單或命令的分析,穿插介紹每個選項的中文含義,最后解釋軟件的輸出結(jié)果,僅花很少的篇幅介紹統(tǒng)計理論[3]。這種處理方式有其可取之處，如方便學(xué)生理清思路、方便上機模仿練習(xí)等，但輕視統(tǒng)計理論教學(xué)的缺點也是顯而易見的：學(xué)生對知識的掌握一知半解，經(jīng)常出現(xiàn)明顯的模型誤用。例如，在因變量不服從正態(tài)分布的情況下，卻采用多元回歸方法進行建模；明顯的單邊檢驗問題，給出的卻是雙邊情形的P-值。

《新唐書》所記“拉纖縣令何易于”的故事，也很值得后人玩味。四川有一個太守，喜游山玩水。泛舟宜昌縣時，因船大水小，屢屢擱淺，便令縣里派農(nóng)夫拉纖。無意間，太守發(fā)現(xiàn)纖夫中有一白面書生，問是何人，那人答道：“下官是宜昌縣令何易于，因春耕時節(jié)，農(nóng)夫忙甚，抽人不易，故下官也來充一名纖夫?！碧芈犃?，羞愧難當(dāng)。

END_FOR;

"getStore"("getStoreNum");//調(diào)用函數(shù)，從倉位中取出輪轂

"putStore"(7);//調(diào)用函數(shù)，取出的輪轂放入過渡位

//輪轂編號寫入過渡位

"數(shù)據(jù)塊_1".actualStore[7] := "數(shù)據(jù)塊_1".actualStore["getStoreNum"];

//輪轂編號清零，成為空倉

與輕質(zhì)薄板相比，ALC板、AS裝配式墻板的保溫、隔熱、防火性能較好。對比ALC板與AS裝配式墻板，ALC板更多地是替代了傳統(tǒng)建筑維護墻體，其缺點是強度低和本身不具備裝飾性。AS裝配式墻板的各項性能均非常優(yōu)越，外墻板為混凝土清水色飾面，質(zhì)感厚重大氣，可作為墻體和外飾面使用，不需要做額外的外裝飾。由于AS墻板安裝方便，施工周期短和防水防火性能優(yōu)越，也可用于露天防火墻和圍墻。AS墻板全干作業(yè)且施工安裝效率高，耐久性強，維護成本低，更符合裝配式變電站的發(fā)展趨勢。

"數(shù)據(jù)塊_1".actualStore["getStoreNum"] := 0;

要實現(xiàn)一個功能完善，思路嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹悄芑瘋}庫汽車輪轂調(diào)整策略，還需要考慮多種因素，例如：期望的輪轂編號超出了實際編號，輸入的期望編號存在多個相同值，倉庫中存在多個空位等。在程序設(shè)計時，這些因素都需要采用合理的方法進行規(guī)避。

4 結(jié)語

本文以一個具有6倉位的智能化汽車輪轂倉庫為研究對象，詳細(xì)介紹了設(shè)計思路以及控制方案，研究了智能化倉庫中汽車輪轂期望位置進行調(diào)整的方法，在S7-1200PLC中，使用SLC語言編寫了輪轂調(diào)整算法，并對思路進行驗證，為智能倉庫的設(shè)計與應(yīng)用提供了一種具體的實現(xiàn)方法。

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[2] 黃燕燕，楊鑫等.基于PLC和工業(yè)機器人的立體倉庫物料排序方法研究[J].機電信息,2021,28:58-60.

[3] 閆磊等.基于S7-1200的小型立體倉庫控制系統(tǒng)設(shè)計[J].制造業(yè)自動化，42(11)：11-13,22.

[4] 廖常初.S7-1200 編程及應(yīng)用 第4版[M].北京：機械工業(yè)出版社，2021.7.