自動化立體倉庫管理與監(jiān)控系統(tǒng)的分析

西安工業(yè)大學 李鵬坤

自動化立體倉庫管理與監(jiān)控系統(tǒng)的分析

西安工業(yè)大學 李鵬坤

文章以針對自動化立體倉庫所開展管控工作的現(xiàn)狀作為立足點，首先簡明扼要的闡述了立體倉庫的構成，然后通過理論和實際相結合的方式，從四個方面分別針對立體倉庫所應用的管控系統(tǒng)提出了建設性的設計意見，供研究人員參考。

自動化立體倉庫；管理與監(jiān)控系統(tǒng)；分析

引言

作為現(xiàn)階段我國物流行業(yè)的重要中轉站，自動化立體倉庫在勞動力的節(jié)省以及管理方式的科學性上所具有的優(yōu)勢是非常突出的，因此，立體倉庫開始被廣泛應用在企業(yè)生產(chǎn)及運輸?shù)倪^程中。想要保證倉庫運作狀態(tài)的平穩(wěn)，需要工作人員對相關自動化設備具有準確的了解，通過管控系統(tǒng)對現(xiàn)場進行實施監(jiān)督，將發(fā)現(xiàn)的問題在第一時間進行解決，提高立體倉庫的自動化運作效率。由此可以看出，對立體倉庫所應用的管控系統(tǒng)進行分析是非常有必要的。

1.自動化立體倉庫的構成

作為機電一體化的典型產(chǎn)品，自動化的立體倉庫是依托于通信技術、機械工程、電氣技術以及其他多種技術共同組合而出現(xiàn)并逐漸完善的。自動化的立體倉庫通常是由以下設備所構成：電氣系統(tǒng)、高層貨架、監(jiān)控系統(tǒng)、輸送機、堆垛機等，而硬件設備則主要包括電氣以及機械兩部分，電氣的構成要素有控制器、監(jiān)管系統(tǒng)、傳感器，機械的構成要素有高層貨架、堆垛機、傳輸設備[1]?；A的倉庫系統(tǒng)則由一臺堆垛機、兩排高層貨架、一臺計算機、一個巷道、兩臺輸送機和一個控制柜所構成。

2.在自動化立體倉庫中所應用管控系統(tǒng)的具體設計

通過實踐可以發(fā)現(xiàn)，管控系統(tǒng)應當具備的功能共有以下幾個：第一，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集，保證相關系統(tǒng)能夠及時獲取相關數(shù)據(jù)；第二，一旦立體倉庫設備出現(xiàn)異常，工作人員可以通過管控系統(tǒng)控制現(xiàn)場作業(yè)；第三，工作人員可以通過人機界面對系統(tǒng)日志及其他作業(yè)數(shù)據(jù)進行查詢和獲取。接下來便根據(jù)管控系統(tǒng)應當具備的功能，對其模塊進行設計。

2.1 數(shù)據(jù)模塊

雖然可以通過GetVal的方法獲取相應數(shù)據(jù)，但通過這種方法獲取的數(shù)據(jù)是以數(shù)組的形式而存在的，對研究人員來說，想要在數(shù)組中對所需數(shù)據(jù)進行提取是較為困難的，而數(shù)據(jù)模塊所具有的作用就是將數(shù)據(jù)進行分類和歸納，為下一階段工作提供方便。在對應用于立體倉庫之中的監(jiān)控系統(tǒng)進行設計時，研究人員應當將設備作為一個單位，對數(shù)據(jù)模塊進行劃分，再依照不同數(shù)據(jù)所具有的實際功能，將其歸劃分為相應的組，而不同組內(nèi)均包含分層結構。對數(shù)據(jù)模塊進行構造的基礎是對擁有分層結構的各結構體進行構造，即首先構造結構體數(shù)據(jù)，再對結構體進行定義，保證數(shù)據(jù)模塊所具有分層結構的全面性和科學性[2]。針對立體倉庫而言，其監(jiān)控系統(tǒng)所使用數(shù)據(jù)結構可分為三層，第一層將需要應用的設備種類作為標準來劃分，例如站臺、堆垛機等；第二層將需要應用的數(shù)據(jù)功能作為標準來劃分，例如控制數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等；第三層將數(shù)據(jù)運動方向作為標準來劃分，例如堆垛機的水平、報警、貨叉等狀態(tài)等。需要研究人員注意的是數(shù)據(jù)模塊不僅需要包含相應的數(shù)據(jù)結構，還應當包含相應的數(shù)據(jù)處理，也就是說經(jīng)由通訊模塊而獲取的數(shù)據(jù)是以數(shù)組的形式而存在的，而數(shù)據(jù)模塊無法從數(shù)組中對自己所需的數(shù)據(jù)結構進行準確獲取，因此，需要對數(shù)組進行拆分、重組和賦值，保證數(shù)據(jù)模塊所具有功能能夠被完整的發(fā)揮出來。

2.2 通訊模塊

針對立體倉庫開展的一系列管控工作，所對應的系統(tǒng)網(wǎng)絡應當由三部分構成，分別為設備I/O層、控制層和監(jiān)控層，三者緊密相連并且層層遞進。設備I/O層應當處于系統(tǒng)網(wǎng)絡的最底層，它所具有的主要作用在于采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)以及對相關指令的準確執(zhí)行；控制層則與設備I/O層緊密相連，它所具有的主要作用在于將設備層采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)與設備I/O進行結合；監(jiān)控層又被稱為監(jiān)控系統(tǒng)，它所具有的主要作用在于對控制層內(nèi)部儲存的傳感器、作業(yè)等現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行獲取和交換，準確了解現(xiàn)場情況。由此可以看出，如何提升監(jiān)控層和控制層針對現(xiàn)場數(shù)據(jù)所開展交換工作的效率，是研究人員需要解決的首要問題，這就要求研究人員在對通訊模塊進行設計時，應當在保證將相關內(nèi)容包含在該模塊之內(nèi)的基礎上，在最大程度上減少通訊模塊和其他模塊之間存在的接口，提升該模塊的獨立性。

2.3 儲存模塊

儲存模塊的作用在于數(shù)據(jù)的準確記錄和上傳，當工作人員需要其中的某些數(shù)據(jù)時，能夠按照特定的條件對其進行篩選和獲取，因此，儲存模塊應當包含以下兩個部分：首先是數(shù)據(jù)的儲存。通過對管控過程中產(chǎn)生的相關數(shù)據(jù)進行掃描、分析和上傳的方式，保證有效數(shù)據(jù)均能及時被上傳至數(shù)據(jù)庫中，需要注意的是，在對數(shù)據(jù)進行分析的過程中，儲存模塊需要具有能夠將現(xiàn)有數(shù)據(jù)與之前儲存記錄進行對比和分析的能力，這樣做的目的在于保證上傳數(shù)據(jù)不存在重復、遺漏等情況；其次是數(shù)據(jù)的讀取。也就是將工作人員需要的數(shù)據(jù)在人機界面進行準確呈現(xiàn)，保證工作人員能夠對其進行及時、準確的獲取[3]。另外，數(shù)據(jù)的儲存記錄可以通過對立體倉庫數(shù)據(jù)庫的有效應用，保證自身所記錄數(shù)據(jù)的準確性，也就是說只需要對數(shù)據(jù)庫內(nèi)不存在的數(shù)據(jù)進行表格的新建、上傳和保存即可。

2.4 人機界面

在對人機界面進行設計的過程中，研究人員應當明確設計工作的出發(fā)點和最終目的都是在于對管控系統(tǒng)操作的便捷性進行提高。現(xiàn)階段，研究人員已經(jīng)根據(jù)人機交互的不同特點研究出了相應的交互方式，因此，在對人機界面進行設計時，研究人員需要對不同交互方式所具有的優(yōu)勢、不足以及使用范圍進行準確把握，根據(jù)不同對象所具有的實際要求，保證設計成果有效的完整呈現(xiàn)[4]。在設計工作開始前，研究人員需要對以下內(nèi)容進行考慮：第一，使用對象。對該系統(tǒng)進行應用的對象是具有較強專業(yè)能力的專業(yè)人員還是一般用戶；第二，控制方式。常見的系統(tǒng)控制方式有兩種，分別是手動控制和自動控制，手動控制相對可靠、靈活，自動控制相對簡單、易學；第三，難易程度。研究人員應當通過對提示進行設置等方式，縮短用戶對系統(tǒng)操作進行學習的時間。針對立體倉庫所設計的人機界面應當包括主界面，堆垛機的參數(shù)設置、報警、運行時間等界面以及數(shù)據(jù)的查詢界面等。研究人員在對界面進行設計的過程中，應當充分重視每一控件所具有的屬性，這樣做的目的在于，當工作人員對控件進行應用時，只需要將相應的數(shù)值賦予該控件所對應的屬性，就可以實現(xiàn)控件的有效應用。

3.結論

綜上所述，上文主要是以數(shù)據(jù)模塊、通訊模塊、儲存模塊和人機界面作為切入點，以自動化的立體倉庫作為主要背景，對管理和控制系統(tǒng)的設計及應用進行了系統(tǒng)、深入的分析，并結合實際情況提出了相應的建議，希望能夠為研究人員下一階段工作的開展提供理論參考。

[1]黃金.自動化立體倉庫管理與控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].哈爾濱理工大學,2014.

[2]任銅擘.自動化立體倉庫三維可視化監(jiān)控系統(tǒng)設計[D].河北大學,2013.

[3]趙純樂.自動化立體倉庫管理與監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].沈陽理工大學,2015.

[4]謝文洋.自動化立體倉庫監(jiān)控管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D].蘭州交通大學,2015.

李鵬坤（1996－），男，河南周口人，大學本科，專業(yè)：電氣工程及其自動化。