淺談自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)選擇

鄒紅運(yùn)，蘇亮，張勇德，崔日男，王亮君

（吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司，吉林 延吉 133001）

0 引言

一九六三年在美國(guó)第一個(gè)使用了電腦監(jiān)管系統(tǒng)在高架倉(cāng)庫(kù)中實(shí)施相應(yīng)管理的立體倉(cāng)庫(kù)，一九八零年國(guó)內(nèi)第一臺(tái)電腦管理的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)被使用。

縱觀國(guó)內(nèi)外自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展，國(guó)外立體倉(cāng)庫(kù)起步較早，科技技術(shù)水平處于領(lǐng)先地位。我國(guó)近些年也在大力發(fā)展自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，但存在很多問(wèn)題有待解決，處于機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的階段。

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)可以應(yīng)用于多種行業(yè)類型，從而減少人工的使用，提高工廠的運(yùn)行效率，滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)走向高質(zhì)量發(fā)展的步伐。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)立體倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有極大意義的研究意義[1]。

1 系統(tǒng)控制方案的確定

1.1 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的簡(jiǎn)介

對(duì)于立體倉(cāng)庫(kù)而言，它通常包括了高架與存儲(chǔ)機(jī)械、建筑物與相關(guān)管理設(shè)施等這些構(gòu)件。貨架的材料大多是鋼材、也可以是鋼筋混凝土。因?yàn)檫@樣既不占地方，也非常容易進(jìn)行生產(chǎn)，重點(diǎn)是它比混凝土貨架具備更多的好處。另外，在加強(qiáng)貨物的裝卸以及存取效率等方面，往往會(huì)選擇貨箱、又或者是托盤去實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的安放，不過(guò)僅僅是針對(duì)小件貨物而言，大了就不行了。其中需要特別引起注意的是，在立體倉(cāng)庫(kù)當(dāng)中往往僅存在1套輸送系統(tǒng)，只要它出現(xiàn)了問(wèn)題，便直接導(dǎo)致整個(gè)倉(cāng)庫(kù)無(wú)法正常運(yùn)行下去，故而關(guān)于系統(tǒng)所有環(huán)節(jié)上的設(shè)備一定要注意全面檢查，最好選擇可靠性更高、并且更加實(shí)用的設(shè)備，同時(shí)保證它在維修上不會(huì)存在太大的難度[2]。

現(xiàn)代化的自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)多是運(yùn)用機(jī)械和電氣以及控制等很多形式共同組成的。整體的流水線能夠完成從貨物的存儲(chǔ)到傳遞以及管理等很多方面的工作。倉(cāng)儲(chǔ)物流的電氣工程師與軟件工程師通過(guò)計(jì)算機(jī)管理的方式，以及中央控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體的PLC控制器的系統(tǒng)控制[3]。

1.2 立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的功能

圖1 立體倉(cāng)庫(kù)模型圖

通常情況下，該立體倉(cāng)庫(kù)在功能上符合以下要求：

第一，堆垛機(jī)要具備三個(gè)自由度。第一個(gè)是左右，第二個(gè)是上下，第三個(gè)就是前進(jìn)后退。

第二，利用步進(jìn)電機(jī)來(lái)對(duì)堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)驅(qū)動(dòng)。

第三，堆垛機(jī)能夠同步開(kāi)展前進(jìn)與向上運(yùn)動(dòng)、后退與向下運(yùn)動(dòng)。

第四，堆垛機(jī)前后、上下運(yùn)動(dòng)要具備相應(yīng)的超限位保障。

第五，各倉(cāng)位要具備相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備，在發(fā)生錯(cuò)誤操作的時(shí)候，會(huì)將相應(yīng)的錯(cuò)誤報(bào)警信號(hào)傳遞出來(lái)。

第六，在倉(cāng)位號(hào)被按下之后，未取前，能夠使用取消鍵來(lái)將該操作取消。

第七，該系統(tǒng)要設(shè)定好急停按鈕，以避免有各種意外會(huì)出現(xiàn)。

詳細(xì)情況可以查看下圖2里面所反映出來(lái)的。

圖2 控制面板

總的說(shuō)起來(lái)，該課題大致是需要實(shí)現(xiàn)以下效果：

第一，把功能選擇開(kāi)關(guān)打到自動(dòng)的擋位上，這時(shí)所有的機(jī)構(gòu)恢復(fù)到原來(lái)的位置，也就是零點(diǎn)的位置。

第二，在操作貨物取送時(shí)，要先選擇倉(cāng)位號(hào)碼。在按下按鈕進(jìn)行操作后，控制面板上顯示對(duì)應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)號(hào)碼。再按下送出按鈕，貨物就能夠進(jìn)入相應(yīng)的倉(cāng)位上。如果這個(gè)指定的倉(cāng)位上已被占用，則會(huì)對(duì)送出操作在系統(tǒng)中報(bào)錯(cuò)及取消。當(dāng)送出任務(wù)完成，送貨小車會(huì)調(diào)用歸零指令，并回到零點(diǎn)位置。

第三，在進(jìn)行取貨的時(shí)候，想要使得貨物能夠在合理的倉(cāng)位中，按下取貨的按鈕，就能夠在面板上顯示出相應(yīng)的信息。堆垛機(jī)在收到信號(hào)之后，就能夠及時(shí)的將貨物拿出來(lái)。假設(shè)這個(gè)小車上存在其他的貨物，那么則無(wú)法實(shí)現(xiàn)取貨指令。

第四，當(dāng)指令都執(zhí)行完畢后，所有的機(jī)構(gòu)就會(huì)回到零點(diǎn)位置。

第五，為避免意外的發(fā)生，電氣控制系統(tǒng)必須設(shè)置急停按鈕[4]。

1.3 立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)參數(shù)的確定

表1 立體倉(cāng)庫(kù)具體參數(shù)

1.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟

設(shè)計(jì)該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)時(shí)，要注重對(duì)以下因素的考量：

第一，進(jìn)一步掌握以及研究該倉(cāng)庫(kù)的生產(chǎn)過(guò)程以及管理標(biāo)準(zhǔn)。

第二，針對(duì)有關(guān)的輸入輸出設(shè)備來(lái)加以明確。參照此類型的監(jiān)管系統(tǒng)的作用標(biāo)準(zhǔn)，確定其所需要的使用者的I/O設(shè)備。

第三，參照I/O點(diǎn)數(shù)來(lái)確定合理的PLC種類。

第四，配置I/O點(diǎn)以及PLC接口點(diǎn)，制定接口配置單以及連接圖。

第五，編制倉(cāng)庫(kù)的梯形過(guò)程，參照任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)出完善的過(guò)程圖，其屬于此類庫(kù)房的關(guān)鍵項(xiàng)目。

第六，把代碼編入PLC實(shí)施檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，讓其表現(xiàn)得更加好。

第七，立體倉(cāng)庫(kù)配置，在針對(duì)其所有結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)以及生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)中，就能夠?qū)嵤?duì)所有子系統(tǒng)的整體調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的缺失應(yīng)該慢慢消除，最后完成目標(biāo)[5]。

關(guān)于各個(gè)流程的詳細(xì)情況可以查看下圖3里面所反映出來(lái)的。

圖3 課題設(shè)計(jì)步驟

2 結(jié)語(yǔ)

本文在已有研究基礎(chǔ)的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)管理控制系統(tǒng)進(jìn)行未來(lái)研究的基礎(chǔ)上，提出了立體倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能要求和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。目前，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)正朝著小型化、快速化、專業(yè)化方向發(fā)展。我們需要遵循這種發(fā)展方向，以客戶需求為技術(shù)提升手段與目標(biāo)，才可以更好的適應(yīng)該項(xiàng)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展，不斷完備提升自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用。