基于VC的立体仓库管理系统开发与应用

苏文昌　窦炜博

摘要：立体仓库管理系统是整个立体仓库的灵魂，不仅是仓库作业的中控室，更是数据的保险箱。它指挥仓库高效稳定运行的同时，记录下所有重要的数据，比如：库存量、入库总量、出库总量、运行速度等。该系统具有预警、入库、出库、盘点、查询、故障記录等功能，已经过现场实践测试，能满足立体仓库日常的作业需求。采用Microsoft Visual C++（VC）开发，兼具了面向对象编程语言的优点：效率高、稳定性好、更改方便、开发时间短。该系统同时可以实现和ERP系统的无缝数据对接，与下位机可编程逻辑控制器（PLC）之间的通讯采用过程控制的对象连接与嵌入（OPC）技术实现。

关键词：立体仓库管理系统；VC；OPC

中图分类号：TP 29文献标识码：A

以自动化立体仓库为代表的现代物流系统，近几年来凭借其空间利用率高、存取自动化程度高、管理科学化的优势迅速抢占市场。自动化立体仓库是由立体货架、堆垛机、输送系统、数据采集系统、分拣系统、电气控制系统及立体仓库管理系统等相互配合的复杂系统[1]。立体仓库管理系统简称库管系统（WMS），是为自动化立体仓库配置的信息管理软件。库管系统负责所有作业指令的生成与发出，实时显示堆垛机、输送系统、当前作业的狀态，同时负责与ERP系统、PLC的数据交换；并对所有作业信息及发生的故障予以记录。采用基于VC的立体仓库管理系统，在提高自动化立体仓库的作业效率、方便科学管理、合理配置库房资源方面有重要价值。文章首先详细介绍了基于VC的立体仓库管理系统开发与实际应用，分析了自动化立体仓库的功能方案设计，接着简单介绍了自动化立体仓库的功能需求如何用VC程序实现，最后简述了进行基于VC的立体仓库管理系统的现场测试情况。其重点是结合工作实际，实现了与ERP系统的无缝对接，采用OPC技术和下位机PLC进行数据交换[2]，使用Mysql数据库存储仓库信息，可实现自动化立体仓库的自动入库、自动出库、盘点、查询及库存预警等功能。

1 功能方案设计

基于VC的立体仓库管理系统软件架构，主要包括七个部分：预警信息、基本信息、出库管理、入库管理、盘点管理、系统管理、查询功能。

主要软件架构说明如下：

预警信息： 库存不足、库龄超长、其他；

入库管理： 单件入库、批量入库、入库原则设定、条码管理、ERP对接；

出库管理：单件出库、批量出库、ERP对接、任务分割；

盘点管理：循环盘点、全仓盘点；

系统信息管理：用户信息、增加用户、修改密码、权限设定；

查询功能：入库单查询、出库单查询、货位查询、入库时间查询、故障记录查询、物料代码查询、货位查询、调试查询、盘点异常查询。

结合工作实际，自动化立体仓库需要从公司ERP系统读取作业任务。根据作业类型可分为物料存放和领用两大类，库管系统将其处理为物料入库和物料出库两项主要功能。

物料入库：在物料检验合格的基础上，根据物料数量和工作需要可采用单件入库或者批量入库，生成入库指令，待入库动作完成后，修改数据库信息，向ERP系统反馈完成信号。此功能编制为该软件的难点，因为待入库物料有可能存在以下几种情况：1）库中已存在相同物料，装载托盘已满；2）库中已存在相同物料，装载托盘未满，且剩余容量可以容纳待入物料数量；3）库中已存在相同物料，装载托盘未满，且剩余容量不能容纳待入物料数量；4）库中无相同物料。在批量入库的情况下，针对以上四种情况需要同时区分对待。

物料出库：须先根据领用数量进行任务分割，当领用数量小于库存数量时，可自动生成出库指令，待出库动作完成后，修改数据库信息，向ERP系统反馈完成信号；当领用数量大于库存数量时，系统将反馈信息给ERP提示库存不足，并在库存预警模块中生成预警信息，以供查看并补货。

本系统具有两种盘点功能，循环盘点和全仓盘点。循环盘点：随机生成一定的指令进行盘点，可用于抽检。全仓盘点：逐一对全仓货位进行盘点，实现地毯式盘点，准确率高，但是作业工程量大、耗时长。另外本系统可支持以下几种查询模式：入库单、出库单、故障记录、物料代码、货位等。

2 现场测试应用

为了验证本系统的可行性、可靠性及功能实用性，特做了以下实际测试。

（1）测试环境搭建。

仓库配套设备：单巷道单堆垛机。

运行环境：工控机（Windows操作系统）安装SIMATIC NET。

（2）测试过程。

将工控机和可编程逻辑控制器组成一个现场局域网，PLC的IP设为192.168.0.1，工控机的IP设为192.168.0.2，配置OPC组态（如下图所示）。

OPC组态配置图

采用SCOUT软件（SIMATIC NET自带）监测是否能读取PLC中DB块数据。SCOUT软件监测成功后，打开库管系统软件，点击红色按钮连接PLC，如果连接成功，则绿色按钮点亮，红色熄灭，否则证明连接失败。进入指令汇总界面下发作业指令，堆垛机、输送机的状态将会显示在右侧区域，如果运行过程中的故障发生，故障信息将显示在窗口右下方，并且系统会自动记录故障信息。

经测试：本系统批量入库、单件入库、批量出库、单件出库、循环盘点、全仓盘点、库存预警、查询功能、ERP对接、数据通讯、二维码生成并打印、补货等功能均测试成功，堆垛机运行良好，水平行走速度可达90～240m/min，反应灵敏，状态显示及时准确，数据记录准确率高达100%。

3 结语

本文分析了库管系统应具有的入库、出库、盘点、预警、查询等主要功能，列出了部分VC程序开发代码和算法，并且通过现场测试验证了此类开发的可行性，为同类软件的开发和基于VC的PC机和PLC通讯提供了一种方法。因此基于VC的立体仓库管理系统开发与应用的研究讨论，具有非常重大的意义。

参考文献：

[1]段仕会，张志.OPC技术在自动化立体仓库监控系统中的应用[J].科技风，2008（19）：7071.

[2]崔继仁，张会清.电气控制与PLC应用[M].北京：中国建材工业出版社，2016.

作者简介：苏文昌（1988），男，甘肃兰州人，本科，助理工程师，研究方向：工业自动化控制及上位机开发。