自动立体仓库的控制系统设计.docx

摘要自动化立体仓库（简称AS/RS）产生于二十世纪五十年代也就是第二次世界大战之后，是用自动化物料搬运设备进行货物出库和入库作业操作的仓库，是现代物流供应链中最为揖耍的网络结点之一，它在社公的各种不同行业中得到了多种形式的应用.自动化立体仓库作为现代化物流系统中的重婴组成部分，可实现仓库高以合理化，存取自动化，操作简便化：自动化立体仓库，是当前技术水平较高的形式。自动化立体仓库的主体由货架，巷道式堆垛起重机、入（出）库工作台和自动运进（出）及管理控制系统组成。优架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间.巷道堆垛起武机穿行于货架之间的巷道中，在计算机管理下，能按指令自动完成货物的存取作业，并能对库存的货物进行自动化管理.本论文以目前自动化立体仓库中主要使用的搬运设备一巷道式堆垛机为研究对象，对堆垛机控制系统、自动化立体仓库计算机管理系统进行探讨和钻研.主要研究内容如下：（D介绍自动化立体仓库的概念、发展历史、分类和组成。（2）从总体上介绍了一般的自动化立体仓库的构成，并结合本课题介绍r系统的硬件构成和控制结构。在对移动货架和堆垛机的控制系统的功能进行了分析的基础上，进行了硬件系统的设计和实现，编制了P1.C的程序，实现了货架多段速运行及堆垛机的准确认址和平秘、高效的速度控制.关键词：自动化立体仓库：仓库堆垛机：控制系统；P1.CAbstractAutomatedwarehouse(ASRS)produccdin1950si$theSecondWor1.dWar,istheuseofautomatedmateria1.hand1.ingCqUiPmCnIforstorageandwarehousingOPCraIiOnSofIhewarchousc.isamodem1.ogisticssupp1.ychainisthemostimportantoneofthenetworkn<1.cs.ithasbeenapp1.iedinvariousformsinvariousindustriesinthesociety.Automatedwarehouseisanimportantpartofmodem1.ogisticssystcm.canrea1.izethewarehousetoprationa1.ization,accessauto11ation,sin1.eo)erationautomatedwarehouse,isthecurrenttechnica1.1.eve1.ishigherintheform.utomatedwarehouseconsistsofshe1.ves.tunne1.typeStuckingcrane.（八）intothedatabase(ab1.eandau1.omativa1.1.yinto(outOfMhCcompositionandmanagementcontro1.system.Theshe1.fisstee1.orreinforcedconcretestructureofabui1.dingorstructure.theshe1.fisastandardsizestoragespace.stackercranethroughthetunne1.cancomp1.eteaccesstomanagementoftheinvcntorjofgoods.Inthispaper.themainuseoftheautomatedwarehouseinthehand1.ingofaroadwaystackercraneastheresearchobjcct.thcstackercontro1.systcm.automatcdwarehousecomputermanagementsystemtoexp1.oreands1.1.y.Tcmainresearchcontentsarcasfo1.1.ows:(1)introducetheConCePt.deve1.opmenthistoy,c1.assificationandcompositionofautomatedwarehouse.(2)thispaperintroducesthegenera1.structureoftheautomatedwarchousc.andintroducesthehardwarestructureandcontro1.structureofthesystem.areana1.yzedinthecontro1.systemofthemobi1.eshe1.fandstackerfunction.thcdesignandimp1.ementationofhardwaresystem,compi1.edP1.Cprogram.accurateandstab1.eandefficientaccesscontro1.Thespeedofshe1.frunningands1.ackingmachine.Keywords:Automatedwarehouse;Warchouses1.ackercontro1.SyS1.Cm:P1.C1绪论1.1 自动化立体仓库系统概述自动化技术是当代最引人瞩目的高技术之一。严格地说，自动化就是指在没有人的直接参与下，机器设符所进行的生产管理过程.自动化立体仓库也不例外,能自动完成物料的储存和输出，集信息自动化技术、自动导引小车技术、机器人技术和自动仓储技术于一体的集成化系统。自动化立体仓库是物流仓储中出现的新概念，也是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分，它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的枳压、提高物流效率等诸多优点。1.1.1 自动化立体仓库的概念自动化立体仓库也称高层货架仓库、自动存取系统(AUtomatedStorageandSystem,AS/RS),一般指采用几层、卜几层甚至几卜层高的货架，在不直接进行人1：处理的情况下，通过系统自动调度自动化物料搬运设备进行货物出、入库作业的多层仓库存储系统。所说的自动化仓库是指由电子计算机进行管理和控制，不需要人工搬运作业，而实现货物收发作业的仓库。立体仓库是指采用高层货架以货架或托盘存取货物,用管道堆垛机及其他机械进行作业的仓库。将两种仓库的作业技术结合称为自动化立体仓库。它具有占地面积小，存储技大、周转快的优点，是集信息、存储、管理于一体的高技术密集型机电一体化产品。1.2 2自动化立体仓库的组成自动化立体仓库(A&RS)是由高层货架、托盘或货箱、巷道堆垛机、出入库输送系统、通讯系统、堆垛机控制系统、计算机监控系统、计第机管理系统以及火他辅助设备组成的史杂的自动化系统。(1)货架货架用于存放货物。货架的高度通常在之间。货架越庙，所占用的面枳越少，同时，对货架的要求也越高货架的形式有很多种：从货架的制造工艺分为焊接式货架和组合式货架两种。从货架的结构形式来分，乂可分为单元式货架、贯通式宽架、旋转式货架和悬皆式货架。(2)托盘自动化立体仓库采用托盘作为载体来存放货物.各种外形不规则的货物和零散的货物,采用货箱存放大型的规则的货物用托盘存放。使用托盘或货箱方便货物的管理和存储，还可以保护物品免受损伤。托盘多为钢制、木制或塑料制成。(3)巷道堆垛机堆垛机在立体仓库货架区的巷道内往夏运行，存取货物，又称巷道堆垛机。堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备，通过手动操作、半自动操作或全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处。巷道堆垛机是随着立体仓库的应用而发展起来的专用起重机，通常一个巷道配备一台堆垛机，有时两个巷道或多个巷道共同使用一台堆垛机。管道式堆垛机有多种不同的分类形式：（八）按结构形式分为单立柱型和双立柱型。(b)按支撵方式分类可分为地面支撑型、悬挂型和货架支捽型。(0按作业方式可分为单元型和拣选型。(4)出入库输送系统出入库输送系统是货架与货物出入库口的联结输送系统,出入库输送设备有根式输送机、链式输送机、出入库站台小车、自动引导小车等。(5)通讯系统自动化立体仓库是一个第杂的自动化系统，它是由众多子系统组成的。在自动化仓库中,为了完成规定的任务，各系统之间、备设备之间要进行大量的信息交换。(6)堆垛机控制系统控制系统是自动化仓库运行成功的关键。没有好的控制，系统运行的成本就会很高，而效率很低。为了实现自动运转，自动化仓库内所用的各种存取设备和输送设备本身必须配番各种控制装置。(7)计算机监控系统监控系统是自动化仓库的信息枢纽，它在整个系统中起着举足轻重的作用，它负员协调系统中各个部分的运行。自动化仓库系统使用了很多运行设备，各设备的运行任务、运行路径、运行方向都需要由监控系统来统一高度，按照指挥系统的命令进行货物搬运活动。通过监控系统的监视画面可以直观地看到各设备的运行情况0(8)计算机管理系统计算机管理系统是自动化仓库的核心，相当于人的大脑，它指挥着仓库中各设备的运行。它主要完成整个仓库的账目管理和作业管理，并且负担与上级系统的通信和企业信息管理系统的部分任务.1.1.3自动化立体仓库的分类自动化立体仓库是一个复杂的综合自动化系统，不同的立体仓库，高度、宽架形式、通道宽度都和现代化仓库是不同的，仓库内设备的配置应与仓库的类型相适应。(1)按照货架高度：（八）低层立体仓库：低层立体仓库的建设高度在5米以下，一般都是通过老仓库进行改建的。中层立体仓库：(b)中层自动化立体仓库的建设高度在5米至15米之间，这个仓库对于仓储设备的要求并不是很高，造价合理，受到很多用户的吉睐。(C)高层立体仓库：高层的高度能够达到15米以上，对仓储机械设备要求较高，建设难度还是较大的。(2)按照货架结构：（八）货格式立体仓库：货格式自动化立体仓库应用范围比较广泛，主要特点是每一层货架都是由同一个尺寸的优格组合而成的，开口是面向货架通道的，便于堆垛车行驶和存取货物。(b)贯通式立体仓库：贯通式立体库的货架之间是没有间隔的，没有通道，整个货架组合是一个整体。货架是纵向贯通的，存在一定的坡度，每层货架都安装了滑道，能够让货物沿着滑道从高处移动。(0自动化柜式立体仓库：自动化庵主要适合小型的仓储规模，可移动，特点就是封闭性较强、智能化、保密性较强。(d)条形货架立体仓库：条形式仓库主要就是专门用于存放条形的货物的。(3)按照建筑形式:（八）整体式立体仓库：整体式自动化立体仓库也叫一体化立体库，高层货架和建筑是林建设的，不能分开，这样永久性的仓储设施采用钢筋混凝土构造而成，使得高层的货架也具有秘固性。(b)分离式立体仓库：分离式仓库就是与整体是相反的，货架是单独建设的，是与建筑物分离的。(4)按所起的作用:（八）生产性仓库：生产性仓库是工厂内部为了协调工序和工序、车间和车间、外购件和自制件物流的不平衡而建立的仓库。(b)流通型仓库：流通性仓庵是一种服务性仓库，是为J'协调生产厂和用户间的供需平衡而建立的仓库。这种仓库进出货物比较频繁.吞吐呈较大。1.3 国内外自动化立体仓库的发展及现状1.3.1 立体仓库的历史与发展高层货架仓库的出现和发展是第二次世界大战以后生产和技术发展的结果。五十年代初开始出现j'自动化立体仓库，并在实践中显示出我优越性，随即得到迅速的推广和发展.1950年美国首先产生了手动控制的桥式堆垛起重机，这种起重机的大梁悬挂一个门架立柱，利用门架的上下和旋转运动来搬运货物，与此同时也提出了高层货架的新概念，被认为是自动化仓库的雏形。I960年左右在美国开始出现了由人工操作的巷道式堆垛机。随着立体仓库的发展，巷道式堆垛机逐渐代杵了桥式堆垛机。1