立體倉庫監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)研制與實現(xiàn)

邱繼平

摘要：在物流作業(yè)整個過程中，物流物品的儲存屬于十分重要的一項內(nèi)容，在整個物流作業(yè)中占據(jù)十分重要的地位。在物流物品存貯過程中，所應(yīng)用主要設(shè)備就是倉庫，而在物流物品倉儲過程中，為能夠使存儲質(zhì)量及水平得以提升，立體倉庫監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用，并且得到很好的應(yīng)用效果。本文就立體倉庫監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)研制與實現(xiàn)進(jìn)行分析，從而為更好實施物品倉儲提供更好理論支持。

關(guān)鍵詞：立體式倉庫；監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)；實現(xiàn)

中圖分類號：TP311

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2017）10-0212-02

立體倉庫是當(dāng)前倉庫的一種重要類型，在實際物品存儲中有著十分廣泛的應(yīng)用。在立體倉庫實際應(yīng)用過程中，十分重要的一項內(nèi)容就是物品監(jiān)控及調(diào)度，而這一目標(biāo)的實現(xiàn)需要利用監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)。因此，為能夠更好應(yīng)用立體倉庫，更是實現(xiàn)倉儲物品的更好監(jiān)控調(diào)度，十分必要的一個方面就是應(yīng)當(dāng)對監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行研制，在此基礎(chǔ)上使系統(tǒng)功能能夠得以較好實現(xiàn)，使其作用能夠得到更好發(fā)揮，最終提升倉儲物品的更好管理及應(yīng)用。

1.立體倉庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

對于立體倉庫系統(tǒng)而言，其在控制方面選擇三級計算機(jī)分布方式，分別為上位、中位及下位，其中上位屬于管理級、中位屬于監(jiān)控級、下位屬于控制級。在這三級控制中，管理的主要作用就是在線管理倉庫中物品及貨位，同時可管理其賬目，可有效優(yōu)化倉庫存儲效率；對監(jiān)控級而言，其主要就是控制通訊及流程，并且能夠顯示實時圖像；對于控制級而言，其屬于一種控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)主要由PLC控制器組成，可實現(xiàn)控制設(shè)備功能，可使設(shè)備對各種操作執(zhí)行，在此基礎(chǔ)上可在倉庫作業(yè)中實現(xiàn)高度自動化。立體倉庫的具體組成結(jié)構(gòu)如下圖所示：

就結(jié)構(gòu)組成上而言，整個系統(tǒng)主要包括四個子系統(tǒng)，分別為倉儲管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)以及監(jiān)控調(diào)度子系統(tǒng)，還包括控制執(zhí)行子系統(tǒng)。在這些子系統(tǒng)中，在倉庫管理子系統(tǒng)中的相關(guān)功能模塊所包括的主要就是入庫管理、庫存管理及出庫管理，此外還包括質(zhì)量控制，還能夠?qū)崿F(xiàn)批次追蹤及查詢統(tǒng)計，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)管理，該子系統(tǒng)可連接上級ERP網(wǎng)絡(luò)，從而可使其成為子網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上能夠與ERP管理系統(tǒng)之間實現(xiàn)有效結(jié)合，從而可使庫存管理相關(guān)數(shù)據(jù)信息能夠?qū)崿F(xiàn)共享。

就整個倉儲管理系統(tǒng)而言，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)可直接提供相關(guān)產(chǎn)品信息，通常而言，其內(nèi)容主要包括三個部分，即入庫信息采集、確認(rèn)出庫發(fā)貨以及盤點庫存。在實際工作過程中，該子系統(tǒng)能夠利用RF射頻識別技術(shù)及條形碼技術(shù)對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集，從而使手工錄入得以最大程度減少，使庫存準(zhǔn)確性能夠得到較好保證。

對于監(jiān)控調(diào)度子系統(tǒng)而言，其在整個立體倉庫系統(tǒng)中屬于核心內(nèi)容，可使倉儲作業(yè)較好實現(xiàn)自動化及智能化，其所負(fù)責(zé)內(nèi)容主要就是對倉儲物流信息系統(tǒng)中相關(guān)作業(yè)隊列進(jìn)行管理調(diào)度，依據(jù)作業(yè)時間最短及作業(yè)間配合合理等相關(guān)原則，在實際操作中對于作業(yè)先后順序?qū)嵭袃?yōu)化組合排列，并且對作業(yè)隊列進(jìn)行解析，使其在自動化倉儲設(shè)備中使其成為指令隊列，依據(jù)設(shè)備實際運(yùn)行狀況對設(shè)備實際運(yùn)行情況進(jìn)行指揮協(xié)調(diào)，另外，對于自動化倉儲設(shè)備實際運(yùn)行情況，其能夠利用動態(tài)仿真人機(jī)交互界面實施有效監(jiān)控。

對于控制執(zhí)行子系統(tǒng)而言，其重心為PLC，主要就是對上位機(jī)所傳遞任務(wù)信息進(jìn)行接收，同時能夠采集傳感系統(tǒng)相關(guān)信息，在利用PLC控制軟件的基礎(chǔ)上，可有效控制PLC輸出，進(jìn)而可有效控制物流設(shè)備機(jī)構(gòu)實際運(yùn)動，最終可保證執(zhí)行物流作業(yè)的正確性，并且其能夠?qū)⑾嚓P(guān)設(shè)備實時狀態(tài)信息向上位機(jī)進(jìn)行發(fā)送，從而可實時監(jiān)控膝相關(guān)物流設(shè)備。

2.系統(tǒng)配置及各功能實現(xiàn)

2.1系統(tǒng)配置

在立體倉庫實際應(yīng)用及運(yùn)行過程中，對于監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)而言，其所需完成工作主要包括以下幾個方面：與上位企業(yè)網(wǎng)中的管理系統(tǒng)實現(xiàn)通信，以此實現(xiàn)共享倉庫中有關(guān)基本數(shù)據(jù)；與下位執(zhí)行設(shè)備之間實現(xiàn)通信，在此基礎(chǔ)上有效控制設(shè)備運(yùn)行；對于系統(tǒng)中各個相關(guān)運(yùn)行設(shè)備實際運(yùn)作情況可實現(xiàn)實時監(jiān)視；依據(jù)倉庫中相關(guān)設(shè)備布置的實際情況及狀態(tài)，可使出入庫任務(wù)調(diào)度更加具有科學(xué)性及合理性。所以，對立體倉庫中相關(guān)網(wǎng)絡(luò)平臺而言，其主要包括兩個部分內(nèi)容，分別為以以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的信息管理局域網(wǎng)，以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)的工業(yè)控制網(wǎng)。

在該監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)中，對于管理子系統(tǒng)中所應(yīng)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而言，其屬于星型局域網(wǎng)絡(luò)，其組成主要為數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以及管理計算機(jī)，還包括監(jiān)控計算機(jī)以及出入庫終端，在利用該網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，倉庫中各個相關(guān)管理信息均能夠在各站點之間實現(xiàn)有效傳遞；其控制子系統(tǒng)中，其主站就是CPU315-2DP處理器，該處理器帶有Profibus接口，可與Profibus-DP總線之間直接連接，并且也能夠連接其他相關(guān)時合并，并且可與CP343-1通訊模塊相配合，利用以太網(wǎng)使子系統(tǒng)中PLC及上位管理及監(jiān)控計算機(jī)系統(tǒng)之間實現(xiàn)有效連接。在監(jiān)控計算機(jī)中可將以太網(wǎng)卡插入插槽中，并且與S7-OPC Server接口軟件包相配合，在此基礎(chǔ)上可采集各控制子系統(tǒng)中相關(guān)數(shù)據(jù)，并且可對監(jiān)控畫面進(jìn)行編制。

2.2實現(xiàn)通信接口

在立體倉庫實際運(yùn)行及應(yīng)用過程中，對于監(jiān)控機(jī)和現(xiàn)場設(shè)備以及監(jiān)控機(jī)與管理機(jī)而言，所下達(dá)相關(guān)任務(wù)指令及所反饋相關(guān)狀態(tài)信息，均需要通過通信才能夠得以實現(xiàn)。對于上下為系統(tǒng)通訊接口而言，其具體結(jié)果如下圖所示：

其中，對于OPC接口中客戶端而言，其選擇上位監(jiān)控調(diào)度程度，通過對OPC服務(wù)端程度進(jìn)行訪問，可對硬件設(shè)備實現(xiàn)較好操控。在該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，對于OPC而言，其所利用的主要就是嵌入技術(shù)以及對象鏈接技術(shù)，其能夠提供一種科學(xué)合理機(jī)制，在利用該機(jī)制的基礎(chǔ)上，在利用標(biāo)準(zhǔn)方式的基礎(chǔ)上，由數(shù)據(jù)源中系統(tǒng)能夠得到相關(guān)數(shù)據(jù)，同時能夠有效傳送到每個客戶應(yīng)用程序中。在OPC數(shù)據(jù)存取服務(wù)器中，主要包括服務(wù)器對象、組對象，還有項對象這三個方面內(nèi)容，就OPC服務(wù)器對象而言，其能夠較好維護(hù)服務(wù)器中相關(guān)信息，并且可作為包容器包容OPC組對象，在此基礎(chǔ)上可對組對象進(jìn)行動態(tài)創(chuàng)建，也可對其動態(tài)釋放；在實際工作過程中，就OPC組對象而言，其不但要維護(hù)自身有關(guān)信息，同時可提供一定機(jī)制，該機(jī)制可包容OPC項對象，從而對于OPC項對象事項可在邏輯上進(jìn)行管理；而OPC項對象所表示的就是連接相關(guān)數(shù)據(jù)源連接。在系統(tǒng)實際運(yùn)行過程中，OPC服務(wù)器能夠通過相關(guān)驅(qū)動程序依據(jù)一定刷新頻率對相關(guān)硬件設(shè)備進(jìn)行訪問，并且能夠向數(shù)據(jù)存儲區(qū)傳遞相關(guān)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，使這些數(shù)據(jù)能夠成為內(nèi)存數(shù)據(jù)。作為OPC Client，上位系統(tǒng)在實際運(yùn)行過程中只需將OPC項獲取，在此基礎(chǔ)上便能夠得到相關(guān)設(shè)備信息，若OPC Client修改OPC項，則在獲取OPC項變化情況下，可對控制系統(tǒng)發(fā)出相關(guān)命令，從而可使設(shè)備執(zhí)行相關(guān)各種操作。對于OPC客戶以及OPC服務(wù)器而言，其可通過同步方式，也可通過異步方式，從而使數(shù)據(jù)交互能夠得以實現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上可使上下位系統(tǒng)之間所存在的相關(guān)協(xié)調(diào)動作問題得以較好解決，可使相關(guān)管理命令得以正確轉(zhuǎn)換，最終可使其成為控制指令，同時，對于倉庫入庫及出庫相關(guān)操作情況能夠及時向管理系統(tǒng)中進(jìn)行反饋，最終可使系統(tǒng)閉環(huán)得以較好實現(xiàn)，提升系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量及水平。

3.監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)軟件設(shè)計

在管理系統(tǒng)實際運(yùn)行過程中，對于出庫及入庫作業(yè)等有關(guān)內(nèi)容而言，在解析過程中應(yīng)當(dāng)應(yīng)用任務(wù)調(diào)度程度，使其成為相關(guān)指令隊列，在此基礎(chǔ)上才能夠保證相關(guān)倉儲設(shè)備能夠?qū)嵭衅渲噶?，然后依?jù)設(shè)備實際運(yùn)行情況以及任務(wù)優(yōu)先級相關(guān)原則，從而對各個系相關(guān)設(shè)備實際執(zhí)行情況進(jìn)行指揮協(xié)調(diào)。對倉庫這一設(shè)備而言，其主要作用就是服務(wù)于生產(chǎn)線，因而對于入庫任務(wù)應(yīng)當(dāng)保證優(yōu)先執(zhí)行，將所生成任務(wù)先后順序作為依據(jù)，對于每個入庫任務(wù)及出庫任務(wù)而言，其均具備唯一任務(wù)號，在利用任務(wù)號基礎(chǔ)上可分配相關(guān)設(shè)備任務(wù)，并且還能夠使任務(wù)傳遞得以實現(xiàn)，在同一任務(wù)號下各個設(shè)備均將任務(wù)完成情況下，則表明整個入庫作業(yè)及出庫作業(yè)得以完成。在系統(tǒng)實際運(yùn)行過程中，對于各個設(shè)備指令而言，其主要包括四種執(zhí)行狀態(tài)，即未執(zhí)行、待執(zhí)行以及正執(zhí)行與已完成，其中，對于未執(zhí)行而言，其表示執(zhí)行條件仍不夠完善，仍較缺乏；待執(zhí)行則表示在設(shè)備空閑之后能夠即刻執(zhí)行相關(guān)指令；正執(zhí)行則表示正在執(zhí)行相關(guān)指令；已完成則表示相關(guān)任務(wù)指令執(zhí)行已經(jīng)被完成，在實際工作股從中，這幾種狀態(tài)可進(jìn)行順序轉(zhuǎn)換，從而可對設(shè)備進(jìn)行控制將相關(guān)任務(wù)完成。

在系統(tǒng)實際運(yùn)行及工作過程中，其選擇全程監(jiān)控及實時調(diào)度方式，在物流系統(tǒng)中可使管理層及控制層之間實現(xiàn)無縫連接。在任務(wù)開始之后，則管理層不會再向任務(wù)層傳遞固定任務(wù)，而是依據(jù)任務(wù)實際執(zhí)行情況及控制層實時上報的相關(guān)設(shè)備狀態(tài)，從而對任務(wù)目的地址實行適時修改，在此基礎(chǔ)上可在很大程度上防止管理層出現(xiàn)錯誤任務(wù)，從而可使系統(tǒng)可靠性及高效性得以較大程度提升，同時由于構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)信息服務(wù)器，可在很大程度上提升通訊速率，可使實時通訊過程中通訊量過大這一問題得到較好解決，最終可得到比較理想的效果，保證系統(tǒng)能夠得以更好運(yùn)行。

4.結(jié)束語

在當(dāng)前倉庫管理過程中，立體倉庫具有十分廣泛的應(yīng)用，并且在實際應(yīng)用過程中得到比較理想的效果。在立體倉庫實際運(yùn)行工程中，十分必要的一個部分就是監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)，通過對該系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計，有效實現(xiàn)其功能，可使倉庫物品管理得到更加理想的效果，可使倉儲管理水平及效率得到較好程度提升，從而使倉儲物品能夠得到更好保存及管理，最終使立體倉庫功能及作用得以更好發(fā)揮。