智能倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)

韓 超 胡玲艷 大連大學(xué)信息工程學(xué)院

智能倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)

韓 超 胡玲艷 大連大學(xué)信息工程學(xué)院

立體倉(cāng)庫(kù)使空間資源得到最大程度的利用，通過(guò)PLC對(duì)倉(cāng)庫(kù)信息的讀取，利用算法使存取貨物路徑最近，利用插補(bǔ)的方式使路徑得到進(jìn)一步優(yōu)化，即省人力，又提高了效益。伺服能對(duì)位置實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，使本系統(tǒng)還具備很好的擴(kuò)展能力，更適用于實(shí)際生產(chǎn)生活。同時(shí)，利用access建立貨物進(jìn)出記錄，方便用戶對(duì)貨物存取歷史狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和查詢。

PLC；伺服；最優(yōu)路徑；數(shù)據(jù)庫(kù)

背景

傳統(tǒng)平面式倉(cāng)庫(kù)貨物進(jìn)出秩序差，貨物積壓嚴(yán)重；傳統(tǒng)立體化倉(cāng)庫(kù)需留設(shè)較寬的運(yùn)輸通道，且需分類放置，貨物搜尋比較耗時(shí)耗能?，F(xiàn)有的智能立體倉(cāng)庫(kù)雖然解決了空間利用率低的問(wèn)題，但仍存在著需分類放置貨物的問(wèn)題，對(duì)于多種類、數(shù)量不均的貨物，這種安排也存在著空間的浪費(fèi)。另外，對(duì)于高頻率的貨物存取，傳統(tǒng)存取方式折線行進(jìn)，浪費(fèi)時(shí)間和資源。同時(shí)，傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)的貨物存取記錄依賴工人手工錄入，數(shù)據(jù)處理很不方便。因此有必要設(shè)計(jì)出一款智能化存取貨物的倉(cāng)庫(kù)[1-2]。

1.系統(tǒng)模型[3-5]

1.1 倉(cāng)庫(kù)立體模型

圖1 倉(cāng)庫(kù)三維模型

設(shè)計(jì)倉(cāng)庫(kù)立體模型，便于根據(jù)圖紙尺寸搭建物理模型，如圖1示。

1.2 倉(cāng)庫(kù)分布

在實(shí)現(xiàn)控制要求的前提下，系統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)數(shù)量規(guī)劃為3＊3，如圖1示，其中靠近原點(diǎn)倉(cāng)庫(kù)作為貨物進(jìn)出坪。

圖2 倉(cāng)庫(kù)分布圖

2.控制要求

系統(tǒng)設(shè)計(jì)了手動(dòng)、自動(dòng)兩大控制方式，并且對(duì)系統(tǒng)報(bào)警信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。圖3為主程序框圖：

圖3 程序框圖

系統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)共8個(gè)，要求在存貨過(guò)程中，控制器可以識(shí)別出貨物存放的類型，同時(shí)判斷出1-8號(hào)倉(cāng)庫(kù)中的倉(cāng)庫(kù)閑置情況，且在閑置倉(cāng)庫(kù)中選擇最近的路徑將貨物存入倉(cāng)庫(kù)。在取貨的過(guò)程中，根據(jù)用戶取貨的類型要求，控制器可以在所有貨物類型中，判斷出用戶所取的貨物種類，且在此種類貨物中，選擇最近的一條路徑，將貨物取出放置在貨坪。由于系統(tǒng)存取貨物放置的位置共用同一貨坪，因此在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)避免發(fā)生邏輯沖突。為提高系統(tǒng)可視化程度及其操作的方便性，設(shè)備要求觸摸屏可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各倉(cāng)庫(kù)閑置狀況、存取貨物的種類，各設(shè)備參數(shù)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)參數(shù)的設(shè)置等。為方便用戶對(duì)貨物存取歷史記錄進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)等處理，系統(tǒng)應(yīng)建立貨物存取數(shù)據(jù)庫(kù)，且數(shù)據(jù)庫(kù)可以實(shí)時(shí)更新。

3.結(jié)論

系統(tǒng)中存貨坪設(shè)置有物料傳感器，可以檢測(cè)到9個(gè)倉(cāng)庫(kù)中物品的存放狀態(tài)，便于控制器監(jiān)視與控制。當(dāng)有貨物需要存放或取出時(shí)，PLC利用插補(bǔ)以及倉(cāng)庫(kù)貨物信息篩選最優(yōu)最近的路徑存取貨物，以達(dá)到智能節(jié)能的效果。通過(guò)觸摸屏可以監(jiān)測(cè)PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行狀態(tài)，方便讀取倉(cāng)庫(kù)狀態(tài)信息。也可以對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，使控制過(guò)程更易實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)狀態(tài)更加可視化。利用數(shù)據(jù)庫(kù)記錄倉(cāng)庫(kù)存取貨物信息，便于用戶實(shí)時(shí)查詢。此系統(tǒng)應(yīng)用于大型的工業(yè)倉(cāng)庫(kù)中，由于路徑規(guī)劃產(chǎn)生的程序量過(guò)大，因此對(duì)于路徑判斷這部分或者整個(gè)程序部分完全交予PC處理，由labview編寫(xiě)系統(tǒng)控制程序，將大大縮減控制量。硬件最終完成，配合程序測(cè)試運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期改造目的，控制效果比較理想，改造功能較為成功。

[1]李守林.我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)向[J].制造業(yè)物流，2001(5):32-34

[2]陳政明.21世紀(jì)倉(cāng)儲(chǔ)與物流技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].商品儲(chǔ)存與養(yǎng)護(hù)，2000(1):22-25

[3]王蘇男，宋偉，姜文生.最短路徑算法的比較[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù).1994

[4]劉昌祺、董良.自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)[M].機(jī)械出版社.2004，8-20.

[5]王闖，董志江.最短路徑算[J].吉林省測(cè)繪學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）.2008

胡玲艷（通訊作者）（1978-），女，河北滄州人，副教授，主要從事智能控制/先進(jìn)工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

地方高校國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201611258059），大連大學(xué)特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目。