基于VC的立體倉庫管理系統(tǒng)開發(fā)與應用

蘇文昌　竇煒博

摘要：立體倉庫管理系統(tǒng)是整個立體倉庫的靈魂，不僅是倉庫作業(yè)的中控室，更是數(shù)據(jù)的保險箱。它指揮倉庫高效穩(wěn)定運行的同時，記錄下所有重要的數(shù)據(jù)，比如：庫存量、入庫總量、出庫總量、運行速度等。該系統(tǒng)具有預警、入庫、出庫、盤點、查詢、故障記錄等功能，已經(jīng)過現(xiàn)場實踐測試，能滿足立體倉庫日常的作業(yè)需求。采用Microsoft Visual C++（VC）開發(fā)，兼具了面向對象編程語言的優(yōu)點：效率高、穩(wěn)定性好、更改方便、開發(fā)時間短。該系統(tǒng)同時可以實現(xiàn)和ERP系統(tǒng)的無縫數(shù)據(jù)對接，與下位機可編程邏輯控制器（PLC）之間的通訊采用過程控制的對象連接與嵌入（OPC）技術實現(xiàn)。

關鍵詞：立體倉庫管理系統(tǒng)；VC；OPC

中圖分類號：TP 29文獻標識碼：A

以自動化立體倉庫為代表的現(xiàn)代物流系統(tǒng)，近幾年來憑借其空間利用率高、存取自動化程度高、管理科學化的優(yōu)勢迅速搶占市場。自動化立體倉庫是由立體貨架、堆垛機、輸送系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及立體倉庫管理系統(tǒng)等相互配合的復雜系統(tǒng)[1]。立體倉庫管理系統(tǒng)簡稱庫管系統(tǒng)（WMS），是為自動化立體倉庫配置的信息管理軟件。庫管系統(tǒng)負責所有作業(yè)指令的生成與發(fā)出，實時顯示堆垛機、輸送系統(tǒng)、當前作業(yè)的狀態(tài)，同時負責與ERP系統(tǒng)、PLC的數(shù)據(jù)交換；并對所有作業(yè)信息及發(fā)生的故障予以記錄。采用基于VC的立體倉庫管理系統(tǒng)，在提高自動化立體倉庫的作業(yè)效率、方便科學管理、合理配置庫房資源方面有重要價值。文章首先詳細介紹了基于VC的立體倉庫管理系統(tǒng)開發(fā)與實際應用，分析了自動化立體倉庫的功能方案設計，接著簡單介紹了自動化立體倉庫的功能需求如何用VC程序實現(xiàn)，最后簡述了進行基于VC的立體倉庫管理系統(tǒng)的現(xiàn)場測試情況。其重點是結合工作實際，實現(xiàn)了與ERP系統(tǒng)的無縫對接，采用OPC技術和下位機PLC進行數(shù)據(jù)交換[2]，使用Mysql數(shù)據(jù)庫存儲倉庫信息，可實現(xiàn)自動化立體倉庫的自動入庫、自動出庫、盤點、查詢及庫存預警等功能。

1 功能方案設計

基于VC的立體倉庫管理系統(tǒng)軟件架構，主要包括七個部分：預警信息、基本信息、出庫管理、入庫管理、盤點管理、系統(tǒng)管理、查詢功能。

主要軟件架構說明如下：

預警信息： 庫存不足、庫齡超長、其他；

入庫管理： 單件入庫、批量入庫、入庫原則設定、條碼管理、ERP對接；

出庫管理：單件出庫、批量出庫、ERP對接、任務分割；

盤點管理：循環(huán)盤點、全倉盤點；

系統(tǒng)信息管理：用戶信息、增加用戶、修改密碼、權限設定；

查詢功能：入庫單查詢、出庫單查詢、貨位查詢、入庫時間查詢、故障記錄查詢、物料代碼查詢、貨位查詢、調試查詢、盤點異常查詢。

結合工作實際，自動化立體倉庫需要從公司ERP系統(tǒng)讀取作業(yè)任務。根據(jù)作業(yè)類型可分為物料存放和領用兩大類，庫管系統(tǒng)將其處理為物料入庫和物料出庫兩項主要功能。

物料入庫：在物料檢驗合格的基礎上，根據(jù)物料數(shù)量和工作需要可采用單件入庫或者批量入庫，生成入庫指令，待入庫動作完成后，修改數(shù)據(jù)庫信息，向ERP系統(tǒng)反饋完成信號。此功能編制為該軟件的難點，因為待入庫物料有可能存在以下幾種情況：1）庫中已存在相同物料，裝載托盤已滿；2）庫中已存在相同物料，裝載托盤未滿，且剩余容量可以容納待入物料數(shù)量；3）庫中已存在相同物料，裝載托盤未滿，且剩余容量不能容納待入物料數(shù)量；4）庫中無相同物料。在批量入庫的情況下，針對以上四種情況需要同時區(qū)分對待。

物料出庫：須先根據(jù)領用數(shù)量進行任務分割，當領用數(shù)量小于庫存數(shù)量時，可自動生成出庫指令，待出庫動作完成后，修改數(shù)據(jù)庫信息，向ERP系統(tǒng)反饋完成信號；當領用數(shù)量大于庫存數(shù)量時，系統(tǒng)將反饋信息給ERP提示庫存不足，并在庫存預警模塊中生成預警信息，以供查看并補貨。

本系統(tǒng)具有兩種盤點功能，循環(huán)盤點和全倉盤點。循環(huán)盤點：隨機生成一定的指令進行盤點，可用于抽檢。全倉盤點：逐一對全倉貨位進行盤點，實現(xiàn)地毯式盤點，準確率高，但是作業(yè)工程量大、耗時長。另外本系統(tǒng)可支持以下幾種查詢模式：入庫單、出庫單、故障記錄、物料代碼、貨位等。

2 現(xiàn)場測試應用

為了驗證本系統(tǒng)的可行性、可靠性及功能實用性，特做了以下實際測試。

（1）測試環(huán)境搭建。

倉庫配套設備：單巷道單堆垛機。

運行環(huán)境：工控機（Windows操作系統(tǒng)）安裝SIMATIC NET。

（2）測試過程。

將工控機和可編程邏輯控制器組成一個現(xiàn)場局域網(wǎng)，PLC的IP設為192.168.0.1，工控機的IP設為192.168.0.2，配置OPC組態(tài)（如下圖所示）。

OPC組態(tài)配置圖

采用SCOUT軟件（SIMATIC NET自帶）監(jiān)測是否能讀取PLC中DB塊數(shù)據(jù)。SCOUT軟件監(jiān)測成功后，打開庫管系統(tǒng)軟件，點擊紅色按鈕連接PLC，如果連接成功，則綠色按鈕點亮，紅色熄滅，否則證明連接失敗。進入指令匯總界面下發(fā)作業(yè)指令，堆垛機、輸送機的狀態(tài)將會顯示在右側區(qū)域，如果運行過程中的故障發(fā)生，故障信息將顯示在窗口右下方，并且系統(tǒng)會自動記錄故障信息。

經(jīng)測試：本系統(tǒng)批量入庫、單件入庫、批量出庫、單件出庫、循環(huán)盤點、全倉盤點、庫存預警、查詢功能、ERP對接、數(shù)據(jù)通訊、二維碼生成并打印、補貨等功能均測試成功，堆垛機運行良好，水平行走速度可達90～240m/min，反應靈敏，狀態(tài)顯示及時準確，數(shù)據(jù)記錄準確率高達100%。

3 結語

本文分析了庫管系統(tǒng)應具有的入庫、出庫、盤點、預警、查詢等主要功能，列出了部分VC程序開發(fā)代碼和算法，并且通過現(xiàn)場測試驗證了此類開發(fā)的可行性，為同類軟件的開發(fā)和基于VC的PC機和PLC通訊提供了一種方法。因此基于VC的立體倉庫管理系統(tǒng)開發(fā)與應用的研究討論，具有非常重大的意義。

參考文獻：

[1]段仕會，張志.OPC技術在自動化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)中的應用[J].科技風，2008（19）：7071.

[2]崔繼仁，張會清.電氣控制與PLC應用[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2016.

作者簡介：蘇文昌（1988），男，甘肅蘭州人，本科，助理工程師，研究方向：工業(yè)自動化控制及上位機開發(fā)。