自动化仓储调度管理控制系统的设计与应用

李姗姗 张 浩

（江苏建筑职业技术学院机电工程学院，江苏徐州221116）

0 引言

为了满足人们的物质消费需求，社会生产力水平不断提高，科学技术发展也取得了长足的进步，随着工、农业生产的现代化，更加智能化、自动化水平更高的装备取代了以往的高污染与高耗能的老式机器装备，并被快速应用到了各行各业中。

本文研究的主要内容是基于PLC的自动化仓储调度管理控制系统的设计，生活中，人们会遇见许多问题，如企事业单位仓库中物品的存放、管理、转存等都需要进行合理的安排运转，所以，为了减少资源的浪费，提高生产效率以及存储的高效性、准确性，我们可为整个转运系统配置自动化仓储调度管理控制系统，通过PLC程序的编写来实现定距离运行、物品定点存放，以保证整个仓库中物品的快速调度。

1 自动化仓储的发展现状

仓储是自动化生产活动的重要组成部分，它是物流系统的一个子系统，是现代物流的一个重要环节，在整个物流过程中发挥着缓冲、平衡和调节的作用。在仓储行业发展过程中，一个极其重要的标志就是自动化立体仓库的出现，它不仅改变了仓储行业劳动密集度高以及效率低下的现状，而且大大地扩展了仓库的功能，使其从单纯的保管存储扩大为综合流通。

随着计算机控制技术的发展，自动化仓储逐渐发展成为一门集自动存储、自动检索、物料搬运等于一体的综合性科学技术。通过高层的立体货架以及托盘系统进行货物存储和分拣，以先进的自动控制设备码垛机为基础，通过先进的自动化控制手段，构成了大容量、高效率的科学存储方式，形成了现代化的新型物流方式。

2 自动化仓储的入库管理及出库管理

2.1 自动化仓储的入库分区原则

自动化仓储的入库原则是商品在进行入库工作时应遵循的准则，如将仓库分为几个不同的区域来存储不同品种的商品，入库原则是需要满足商品货位的入库要求和存放要求，还应尽可能缩短入库的时间，提高入库的准确度。

一个自动化仓库是否需要进行分区一般取决于仓库的存储形式、入库频率等。一般情况下，仓库体较长的有分区的必要，一些特殊商品也有分区的必要，因为货物本身的化学性质决定了它们能不能混放在一起。在本文中，我们根据货品特性进行分区，这种分区方法是指根据商品的重量、属性等固有的性质，将需要分开存放的商品分开存放，使商品在从入库到出库的整个存储时间内，其质量几乎不发生任何变化。如一些有特殊气味的商品，为了防止与其他商品串味，需要将其存放在单独的货架上；如某些商品需要低温保存，也需要设置一个特定的低温区域，用来保证它不会融化。

2.2 自动化仓储的捡货出库原则

合理地安排货物的出库顺序可以缩短出库时间。工作人员拿到订单后，按照客户的要求将仓库中的商品依次从货架上取出，操作方法简单，工作人员的任务非常明确。这是针对一张订单，如果是多张订单，即需要根据货物的品种、规格以及数量等特点，将订单分为少样多量或者多样少量等，也就是将不同订单根据一定的共性进行合并，将依次拣选合并为一次捡货，这样既克服了单张订单捡货慢的缺点，又克服了多张订单压货的缺点，能提高出库的工作效率。

3 自动化仓储调度管理控制系统组成

此系统的整个运动过程主要是先由检测和传送部分将物品进行一次垂直方向的运动，然后再进行一次高位置的水平方向的位移，最后结合检测装置将物品存放到相应的仓库内；也可以实现将物品从仓库中提取出来并送到初始位置处。系统如图1所示。

图1 自动化仓储调度管理控制系统图

自动化仓储调度管理控制系统的主要技术是工业控制，只要工作人员知道PLC基本的参数、编程的结构以及一些基础原理，基本上就能够完成一般功能的系统的编译及调试任务，使PLC可以实现对整个工作系统的控制。自动化仓储调度管理控制系统通过PLC程序的编写来进行定距离运行、物品定点存放，以保证整个仓库中物品的快速调度。

本系统对入库和出库的设定必须依照实际需要，合理地控制移动距离。根据所搬运物体的体积、重量来确定所用夹爪的规格，按物品的分类合理地进行放置和提取。

4 自动化仓储调度管理控制系统的工艺流程

4.1 入库项目流程

按下启动按钮后，通过传感器小车对工件进行检测，同时也对仓库库位进行检测，记录检测结果，通过PLC计算出入库位置，然后载物小车将货物传送到指定地点，再由水平移动装置上的气爪及检测装置抓取货物，在搬运的同时圆形仓库也旋转到了指定的角度，最后由气动夹爪完成入库动作。在系统运行过程中按下停止按钮，系统会停止所有输出点。系统在静止状态下，如按下复位按钮，所有装置将返回原点，准备下一次入库动作。工件入库项目流程图如图2所示。

图2 自动化仓储调度管理控制系统入库项目流程图

4.2 出库项目流程

按下启动按钮后，通过传感器对圆形仓库内的库存情况进行检测，记录检测结果，通过PLC计算出入库位置。确定入库位置后，水平移动及检测装置水平移动到圆形仓库上方，此时圆形仓库也旋转到指定角度。全部到位后气动夹爪对货物进行抓取，空中搬运。到达出库平台正上方后，气动夹爪将货物放置在平台上方，然后返回工作原点，完成出库动作。在系统运行过程中按下停止按钮，系统会停止所有输出点。系统在静止状态下，如按下复位按钮，所有装置将返回原点，准备下一次出库动作。工件出库项目流程图如图3所示。

4.3 软件编写思路

图3 自动化仓储调度管理控制系统出库项目流程图

程序的制作是对问题进行分析判断之后，得到能够处理该问题的方法的整个系统性的发展过程。软件部分在整个设计过程中必不可少，在软件编写过程中问题总会存在，但该如何去解决问题？这需要先对问题产生的原因进行查找、分析，明确要采取的措施，再最终确定解决方案。为了能够清晰地展示整个思路，本文通过绘制流程图来协助处理问题，并设计出符合整个系统功能的程序。具体的设计步骤如下：

（1）观察、思考问题。

根据系统中已经提供的信息资源，仔细地查找思索，努力找到切入点，思考系统最终要完成的功能，尽可能多地发现一些规律性的东西，这样有助于让思路更清晰，有了清晰的解题思路，才能游刃有余地解决实际存在的问题。

（2）制作系统运转流程图。

清楚明确地展示整个过程所经历的步骤，逐条解决问题。

（3）编写系统程序。

根据设计好的流程图，编写出正确的PLC程序。

（4）判断程序运行结果的合理性。

根据编写的程序，观察运行状况并判断是否符合整个方案规划所需实现的功能，如果结果显示出不能达到预定的要求或出现运行错误的状况，应该对程序进行多次运行并监控状态，找出问题所在，解决存在的不合理之处。

5 结语

随着生产力的发展，人们对物资的需求量大大增加了，大量的物资被生产并运送到各地市场，为了提高产品流转的高效性，自动化仓储调度管理控制系统的应用成为工业生产发展的必然结果。但针对自动化仓储中出入库环节的约束条件设置得过于简单，使得经典的调度理论与现实情况之间存在一定的差距，这也是国内外学者们研究的重点与难点。本文在这样的背景下，对物品的出入库问题进行了研究，但是由于笔者能力和时间有限，整个研究过程中难免存在一定的缺陷，本文的研究模型只是针对最普通的货架，后续可对模型进行改良，使其能够适应其他类型货架的调度问题。

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