自动化立体仓库

前言

随着企业的持续稳定发展，经济全球化步伐也迅速，我国的工业也出现了翻天覆地的变化，一方面高科技的加工工艺越来越得到推广，加工效率也得到了大大的提高。与此同时原有的物流和仓储系统已不能满足新形势的要求,建立一个集物流、信息流和资金流于一身的自动化物流管理中心,从而降低企业综合物流成本,提高企业综合效益便成为目前亟待解决的问题。自动化立体仓库是指在不直接进行人工处理的情况下, 自动地完成物品仓储和取出的系统, 它以高层立体货架为主体, 以成套搬运设备为基础, 是集自动控制技术、通信技术、机电技术于一体的高效率、大容量存储机构。PLC 作为一种工业控制计算机, 具有模块化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处理能力、多种控制功能、网络技术和优越的性价比等性能, 是目前广泛应用的控制装置之一。自动化立体仓库的出现, 实现了仓库功能从单纯保管型向综合流通型的转变，而且自动化立体仓库是现代物流与仓储系统的重要组成部分，具有货物存取效率高和自动化程度高、很强的入出库能力等优点。而PLC功能强大，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便，易于实现机电一体化。完全满足立体仓库工作环境和控制系统的要求。。

但是由于立体仓库前期投入大，需要专业人才从事维护，维持费用高，只有资本雄厚的企业才会重视立体仓库，成本成为立体仓库发展的限制因素，因此如何降低立体仓库的成本或者设计中小型立体仓库自然成为重中之重更利于推广与普及。本设计就是针对那些中小型企业而设计的采用三菱FX1N系列PLC作为核心控制元件的中小型字体仓库，而且结构可以灵活调整，既可以是单排或者双排货架的自动化立体仓库，也可以是自动化立体车库，可以根据需求调整。采用专用键盘作为人机接口部件，具有手动和自动操作，可根据用户需求人机之间进行信息交换，作控制步进电机来驱动一个有三自由度的小车在高强度导轨上做三维运动来完成一系列动。

1 绪论

1.1 自动化立体仓库的发展情况及发展趋势

随着现代工业生产的发展，柔性制造系统(FlexibleManufacturing System)、计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System)和工厂自动化(Factory Automation)对自动化仓库提出更高的要求。射频数据通信、条形码技术、扫描技术和数据采集越来越多地应用于仓库堆垛机、自动导引车和传送带等运输设备上，移动式机器人也作为柔性物流工具在柔性生产、仓储和产品发送中日益发挥重要的作用。实现系统的柔性化，灵活的传输设备是实现物流和仓储自动化的趋势。

美国学者J．A．White将自动化立体仓库的发展分为五个阶段：人工仓储阶段、机械化仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段和智能自动化仓储阶段。目前，智能自动化仓储技术虽然还处于初级发展阶段，但它将是主要的发展方向。

立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。

我国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963研制成第一台桥式堆垛起重机（机械部北京起重运输机械研究所），1973开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库（高15米，机械部起重所负责），该库1980年投入运行。到2003年为止，我国自动化立体仓库数量已超过200座。现在，自动化物流技术和成套设备的研发已经发展成了一个庞大的产业。目前，国外自动化立体仓库采用扫描技术，提高信息的传输速度和准确性：采用射频数据通信技术，数据的采集、处理和交换能够在搬运工具与中央计算机之间快速进行，使物品的存取和发送信息做到快速、实时、可靠和准确。另外，近年来迅猛发展的多媒体技术也在自动化立体仓库中得到越来越广泛的应用，普遍应用于人员培训、操作指导、远程现场监视、异地故障分析和诊断及防火防盗等方面。

但是国内的自动化立体仓库系统具有一定的局限性，主要以单机为主，系统整体的集成能力和集成水平低；因为资金不足，许多外围设备如AGV系统、码垛和拆垛等无法应用于物流系统，从根本上限制了这些设备的研制和发展；仓储作业的计算机管理水平较低。因此不论从自动化物流系统的设备品种及技术水平，还是在应用的广度和深度上与国际水平都还存在着相当大的差距。

1.2 自动化立体仓库的发展趋势

随着自动化技术和信息技术在自动化立体仓库广泛运用，自动化立体仓库的发展将呈现以下趋势：

(1)仓储作业管理自动化水平将会逐步提高。

(2)智能技术将会获得应用。

(3)仓库作业向柔性化方向发展。

(4)建设自动化立体仓库方面更加注重实用性和安全性

1.3 本课题的研究意义及研究目的

自动化立体仓库又称立库、自动存取系统AS/RS(Automatic Storage& Retrieval System)，是一种用高层立体货架(托盘系统)储存物资，用电子计算机控制管理和用自动控制堆垛运输车进行存取作业的仓库。

使用自动化立体仓库可以产生巨大的社会效益和经济效益。它通过高层货架存储，使存储区大幅度地向高空发展，提高了空间利用率；自动化立体仓库采用层积式存放，结合计算机管理，可以很容易实现先入先出，防止货物的自然老化、变质和损坏；通过自动存取系统(AS/RS),加快了运行和处理速度，提高了劳动生产率，降低操作人员的劳动强度；采用自动化技术后，还能较好地适应黑暗、低温、污染、有毒和易爆等特殊场合的物品存储需要；计算机控制能够始终准确无误地对各种信息进行存储和管理，减少了货物处理和信息处理过程中的差错；同时借助于计算机管理还能有效地利用仓库存储能力，便于清点和盘库，合理减少库存，加快资金周转，节约流动资金，从而提高仓库的管理水平。自动化仓库的信息系统可以与企业的生产信息系统集成，实现企业信息管理的自动化。同时，由于使用自动化仓库，促进企业的科学管理，减少了浪费，保证均衡生产，也提高了操作人员素质和管理人员水平。

自动化物流控制系统具有信息处理、系统控制、系统监视、系统管理等多种功能，集信息流和物流于一体，是现代化企业物流和信息流管理的重要组成部分。

自动化控制系统在现代物流系统中起着承上启下的重要作用，根据上位调度管理计算机下达作业任务，控制系统自动完成对设备的运行、停机、故障、报警等各项过程的控制。同时将作业完成情况和设备状况实时上报上位调度管理层，使上位系统实现对设备运行状况、物流位置和物流数据的管理与监控。自动化控制系统作为自动化物流系统中的一个重要组成部分，对于提高物流系统的物流控制功能和作业效率，具有关键的作用。

自动化立体仓库是一个复杂的综合自动化系统是现代物流技术领域中出现的一种新型仓储方式。自动化立体仓库自诞生以来就受到了极大关注，对其相关技术和管理的研究从未停止过。在现代社会，随着生产方式和技术革命性的变革，自动化立体仓库已经成长为支持企业和社会经济活动的重要因素，其经济和社会效益逐渐被人接受，自动化立体仓库也成为企业和社会投资的重点。而且自动化立体仓库其优越性是多方面的，对于企业来说,可从以下几个方面得到体现：

1 提高空间利用率，早期立体仓库的构想，其基本出发点是提高空间利用率，充分节约有限且宝贵的土地。在西方有些发达国家，提高空间利用率的观点已有更广泛深刻的含义，节约土地，已与节约能源、环境保护等更多的方面联系起来。有些甚至把空间的利用率作为系统合理性和先进性考核的重要指标来对待。立体库的空间利用率与其规划紧密相连。一般来说，自动化高架仓库其空间利用率为普通平库的2-5倍。这是相当可观的。

2 便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平

传统仓库只是货物储存的场所，保存货物是其唯一的功能，是一种“静态储存”。自动化立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且可以与仓库以外的生产环节进行有机的连接，并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业生产物流中的一个重要环节。企业外购件和自制生产件进入自动化仓库储存是整个生产的一个环节，短时储存是为了在指定的时间自动输出到下一道工序进行生产，从而形成一个自动化的物流系统，这是一种“动态储存”，也是当今自动化仓库发展的一个明显的技术趋势。

本课题研究的目的在于，随着自动化立体仓库系统控制技术的蓬勃发展，探索自动化立体仓库新的控制技术，结合现代科技的发展水平，用技术创新的思想，在实现自动化立体仓库的Integrated(集成化)、Intelligent(智能化)、Information(信息化)方面进行研究。为提高自动化立体仓库先进性、可靠性，提高其经济效益和社会效益，提高我国的物流技术水平做出我们应有的贡献。堆垛机控制系统和货位的优化分配研究已经取得了较大的进展，但随着现代物流的发展，问题的复杂程度和求解精度要求的不断提高，现有的研究方法还不能满足现代物流的控制要求，需要发展更为高效的优化方案。

1.4 本课题的研究内容

本课题主要研究中小型自动化立体仓库的自动控制系统，具有专用的人机信息交流界面控制面板，可以实现手动和自动货物存取功能。存取货物还可以实现全自动，为节省PLC成本，采用三菱的矩阵输入指令等高级宏指令，扩展了PLC的输入和输出点数。而且利用PLC软件实现货架上有无货物的检测，节省了货物检测传感器的成本投入，步进电机也是通过PLC软件进行控制其正转、翻转和加减速。

根据自动化立体仓库运行的基本原理，通过大学阶段所学的知识设计一套基于PLC的自动化立体仓库运动的控制系统，具有根据用户的输入，三个坐标方向电机能够准确移动、定位以实现物品的正确存放功能。具体完成的任务如下：（1）命令键盘的设计。

（2）熟练掌握PLC程序设计方法。

（3）应用PLC完成硬件电路的设计。

（4）设计出相应的程序，并且通过调试。

（5）在立体仓库模型上进行物品装卸试验。

通过对仓库模型控制系统的设计研究，能够对自动化立体仓库设计的基本工作原理有一定的认识，并且对大学阶段所学知识能够进一步的深化，对理论知识和实际应用之间的相互转化有更具体的理解，特别是对PLC技术、数字电路、机电一体化技术有了更进一步的认识。以及PLC的程序设计有了更认真地学习和运用。

另外，通过对此课题的学习研究，还可以培养自己独立解决实际问题的能力，为以后学习打下基础

1.5 方案论证

目前自动化立体仓库已随着经济的发展开始越来越流行起来，其设计也在不断的趋向于完美化，本仓库模型系统的设计也有很多不同的方法。我们对仓库模型控制作了两种设计方案，并对其进行了研究和讨论

方案一：基于单片机的仓库模型控制系统的设计。采用单片机作为主控制器来控制步进电机的控制系统，系统所要设计的控制电路较多，较为复杂。而且整个控制系统的开发周期长。由于需设计的电路居多，所以系统的软件程序设计复杂，难于实现[12]。

方案二：基于PLC仓库模型控制系统设计，它具有很多其他设计方法不可比拟的优点：

（1）可靠性高、环境适应性强：可编程控制器输入/输出端口均采用继电器和光电耦合器件，采取了隔离和抗干扰措施，所以具有很高的抗干扰能力；

（2）通用性好：由于可编程控制器采用模块化结构，一般有CPU 模块、电源模块、PID 模块、模拟输入和输出模块等，可以用这些模块灵活的组成各种不同的控制系统，对不同的控制系统，只需选取不同的模块即可，因而具有很好的适用性[14] 。

（3）使用方便、灵活：对于不同的控制系统，当硬件结构选定后，如果输入/输出作很小的变动时，只需修改相应程序即可，无需对系统连线做较大的修改，减少了现场调试的工作量，使用起来灵活方便。

（4）具有顺序、周期性的工作特征。

（5）体积小；由于在制造时采用了大规模集成电路和微处理器，用软件编程代替了硬连线，便于安装，实现了小型化。

综上所述：我们选择方案二，即PLC作为设计中的主控制系统，能够很好的满足设计要求，达到设计的目的。

1.5本章小结

本章首先从国内和国外两个方面简要介绍了自动化立体仓库的发展状况，并指出了自动化立体仓库的未来发展方向；其次简要介绍了本课题的研究背景、意义及目的；最后给出了本次设计的自动化立体仓库的研究内容即本设计系统所能完成的功能；还有我们为什么会选择使用PLC完成对本系统的控制，及其优点。

2 可编程控制器的介绍

2.1 PLC的定义及功能简介

可编程序控制器，英文称ProgrammableController，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。可编程序控制器一直在发展中，所以至今尚未对其下最后的定义。国际电工学会（IEC）曾先后于1982.11；1985.1和1987.2发布了可编程序控制器标准草案的第一，二，三稿。

在第三稿中，对PLC作了如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

PLC是近年来发展极为迅速、应用极为广泛的工业控制装置。它将传统的继电器控制技术、自动化技术、计算机控制技术和通信技术融为一体专门为工业控制而设计，具有可靠性高、功能强、编程简单、使用方便、环境适应性好以及体积小、功耗低等特点；具有基本控制功能、步进控制功能、模拟控制功能、定位控制功能、网络通信功能、自诊断功能、显示监控功能等，可以满足对工业生产进行监视和控制的绝大多数场合的需要。PLC最常用的语言是面向控制的梯形图语言，它采用了与实际电器原理图非常接近的图形编程方式，易学易用[16]。具体特点如下：

（1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外部电路与PLC内部电路之间电气上隔离，使其安全工作。

（2）各输入端均采用RC滤波器，其滤波时间常数一般为10～20ms；

（3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。

（4）采用性能优良的开关电源。

（5）一旦电源或其他硬件等设备发生异常情况，CPU立即采用有效的措施，以防止故障扩大。

（6） PLC可以真对不同的工业现场信号有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备[17]。

2.2 PLC的分类

自动化立体仓库通常有以下几种分类方式，按建筑形式可以分为整体式和分离式；按自动化仓库与生产连接的紧密程度可分为独立型(也称离线型)、半紧密型和紧密型仓库(在线型)；按货物存取形式可以分为单元货架式、拣选货架式；按照在生产流通中的作用可以分为生产性仓库和流通性仓库；按货架的结构形式可以分为单元货格式、贯通式、水平循环式和垂直循环式，其中以单元货格式仓库使用最广。按容量和功能分为小型机、中型机、大型机。

小型PLC一般以开关量控制为主，它的输入/输出点数适合于接触器、继电器控制的场合，还能直接驱动电磁阀等执行元件。这类PLC价格低廉、体积小巧，适合于控制单台设备，开发机电一体化产品。

中型PLC不仅有开关量和模拟量的控制功能，还具有数值计算能力。为了将温度、压力、流量等模拟量转化为数字量，一般都带有A/D转化器，中型机指令也比小型机丰富。还有微分、积分、比例、整数、浮点运算等模块功能。适用于有温度控制和开关动作复杂的机械及连续生产过程。

大型机已经于工业控制计算机相近，它具有计算、控制和调节的功能，还具有网络结构和通讯联网能力。这类机型点数都在100点以上，内存容量64K以上。大型机适用于设备自动化控制，过程自动化控制和过程监控系统中。

2.3 PLC的选型

2.5 PLC的各个组成部件及工作原理

PLC的工作原理具体如下：

PLC的CPU采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点（包括其常开或常闭触点）不会立即动作，必须等到扫描到该触点时才会动作[18]。

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段[18]。具体过程如下：（1）输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应单元内，输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的数据和状态也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

（2）用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，PLC总是由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按照先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯

形图所规定的特殊功能指令。

（3）输出刷新阶段

当用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，在经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC真正的输出[19]。

1.CPU——是PLC的核心部分。与通用微机CPU一样，CPU在PC系统中的作用类似于人体的神经中枢。其功能：

（1）用扫描方式（后面介绍）接收现场输入装置的状态或数据，并存入输入映象寄存器或数据寄存器；

（2）接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；

（3）诊断电源和PC内部电路的工作状态及编程过程中的语法错误；

（4）在PC进入运行状态后：

a）

执行用户程序——产生相应的控制信号（从用户程序存储器中逐条读取指令，经命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启闭有关的控制电路）

b）进行数据处理——分时、分渠道地执行数据存取、传送、组合、比较、变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑或算术运算任务

c）

更新输出状态——输出实施控制（根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，再由输入映象寄存器或数据寄存器的内容，实现输出控制、制表、打印、数据通讯等）

2.存储器

系统程序存储器——存放系统工作程序（监控程序）、模块化应用功能子程序、命令

解释、功能子程序的调用管理程序和系统参数

*不能由用户直接存取

用户存储器用户程序存储器——存放用户程序。即用户通过编程器输入的用户程序。

功能存储器（数据区）——存放用户数据

PC的用户存储器通常以字（16位/字）为单位来表示存储容量。

注意：系统程序直接关系到PC的性能，不能由用户直接存取，所以，通常PC产品资料中所指的存储器形式或存储方式及容量，是指用户程序存储器而言。

3.接口

输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件和执行元件连接的接口电路。PLC的输入接口有直流输入、交流输入、交直流输入等类型；输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。晶体管和晶闸管输出为无触点输出型电路，晶体管输出型用于高频小功率负载、晶闸管输出型用于高频大功率负载；继电器输出为有触点输出型电路，用于低频负载。

现场控制或检测元件输入给PLC各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选择开关以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量等，通过输入接口电路将这些信号转换成CPU能够接收和处理的信号。输出接口电路将CPU送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。

1)输入接口

输入接口用于接收和采集两种类型的输入信号，一类是由按钮、转换开关、行程开关、继电器触头等开关量输入信号；另一类是由电位器、测速发电机和各种变换器提供的连续变化的模拟量输入信号。

以图2所示的直流输入接口电路为例，R1是限流与分压电阻，R2与C构成滤波电路，滤波后的输入信号经光耦合器T与内部电路耦合。当输入端的按钮SB接通时，光耦合器T导通，直流输入信号被转换成PLC能处理的5V标准信号电平(简称TTL)，同时LED输入指示灯亮，表示信号接通。微电脑输入接口电路一般由寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路组成，这些电路集成在一个芯片上。交流输入与交直流输入接口电路与直流输入接口电路类似。

图2直流输入接口电路

滤波电路用以消除输入触头的抖动，光电耦合电路可防止现场的强电干扰进入PLC。由于输入电信号与PLC内部电路之间采用光信号耦合，所以两者在电气上完全隔离，使输入接口具有抗干扰能力。现场的输入信号通过光电耦合后转换为5V的TTL送入输入数据寄存器，再经数据总线传送给CPU。

2)输出接口

输出接口电路向被控对象的各种执行元件输出控制信号。常用执行元件有

接触器、电磁阀、调节阀(模拟量)、调速装置(模拟量)、指示灯、数字显示装置和报警装置等。输出接口电路一般由微电脑输出接口电路和功率放大电路组成，与输入接口电路类似，内部电路与输出接口电路之间采用光电耦合器进行抗干扰电隔离。

微电脑输出接口电路一般由输出数据寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路集成在芯片上，CPU通过数据总线将输出信号送到输出数据寄存器中，功率放大电路是为了适应工业控制要求，将微电脑的输出信号放大。

3)其它接口

若主机单元的I/O数量不够用，可通过I/O扩展接口电缆与I/O扩展单元(不带CPU)相接进行扩充。PLC还常配置连接各种外围设备的接口，可通过电缆实现串行通信、EPROM写入等功能。

4.编程器

编程器作用是将用户编写的程序下载至PLC的用户程序存储器，并利用编程器检查、修改和调试用户程序，监视用户程序的执行过程，显示PLC状态、内部器件及系统的参数等。

编程器有简易编程器和图形编程器两种。简易编程器体积小，携带方便，但只能用语句形式进行联机编程，适合小型PLC的编程及现场调试。图形编程器既可用语句形式编程，又可用梯形图编程，同时还能进行脱机编程。

目前PLC制造厂家大都开发了计算机辅助PLC编程支持软件，当个人计算机安装了PLC编程支持软件后，可用作图形编程器，进行用户程序的编辑、修改，并通过个人计算机和PLC之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控PLC运行状态等。

5.电源

PLC的电源将外部供给的交流电转换成供CPU、存储器等所需的直流电，是整个PLC的能源供给中心。PLC大都采用高质量的工作稳定性好、抗干扰能力强的开关稳压电源，许多PLC电源还可向外部提供直流24V稳压电源，用于向输入接口上的接入电气元件供电，从而简化外围配置。

2.4 三菱FX系列PLC简介及型号说明

三菱公司的FX系列PLC是比较具有代表性的微型PLC，除具有基本指令表编程以外，还可以采用梯形图编程及对应机械动作流程进行顺序设计的SFC （Sequential Function Chart）顺序功能图编程，而且这些程序可以相互转换。在FX系列PLC中还设置了高速计数器、各种应用指令及模块，大大的扩大展了本系列PLC的功能和应用领域。

FX系列PLC型号的含义如下：

其中系列名称：如0、2、0s、1s、0N、1N、2N等

单元类型：M—基本单元

E—输入输出混合扩展单元

Ex—扩展输入模块

EY—扩展输出模块

输出方式：R—继电器输出

S—晶闸管输出

T—晶体管输出

特殊品种：D—DC电源，DC输出

Al—AC电源，AC（AC100～120V）输入或AC输出模块

H—大电流输出扩展模块

V—立式端子排的扩展模块

C—接插口输入输出方式

F—输入滤波时间为1ms的扩展模块

例如FX2N—32MT—D表示FX2N系列，32个I/O点基本单位，晶体管输出，使用直流电源，24V直流输出型。

2.5 本章小结

本章系统全面的介绍了有关PLC的基本知识，其型号、优势、功能及组成和各部分的作用，使读者能够对可编程控制器有总体全面的了解。

3 自动化立体仓库的系统设计

3.1立体仓库的基本组成

自动化立体仓库是机械和电气、强电控制和弱电控制相结合的产品。它主要由货物储存系统、货物存取和传送系统、控制和管理等三大系统所组成。货物存储系统由立体货架的货格(托盘或货箱)组成，货架按照排、列、层组合而成立体仓库储存系统；货物存取和传送系统承担货物存取、出入仓库的功能，它由有轨或无轨堆垛机、出入库输送机、装卸机械等组成；自动化立体仓库视情况不同采取不同的控制方式：有的仓库只采取对存取堆垛机、出入库输送机的单台PLC控制，机与机无联系；有的仓库对各单台机械进行联网控制。更高级的自动化立体仓库的控制系统采用集中控制、分离式控制和分布式控制，即由管理计算机、中央控制计算机和堆垛机、出入库输送等直接控制的可编程序控制器组成控制系统。

3.2 自动化立体仓库的设计原则与设计过程

3.2 本输送系统的基本控制要求

1 接通电源，将选择开关置于手动位置，分别按下↑、↓、←、→后观察各方向运动情况，小车在高强度丝杠上运行平稳，在接近极限位置时，执行限位保护。

2 将选择开关置于自动位置，通电状态下，各机构复位，即返回零位。立体仓库坐标定位以零位开始。

3 当送货的时候，选择欲送货物的仓位号，按动仓位号对应的按钮，控制

面板数码管显示仓位号。按送货按钮后，货物自动送入指定的仓位号对应的仓库位里。若被指定的仓位号里有货物，则送货命令不被执行。送货完成后，小车自动返回原来的位置。

4 当取货的时候，选择欲取货物的仓位号后，在控制面板的数码管里显示出来，按动取货按钮后，可以自动将货物取出。如果小车里有货物，则取货命令不被执行。取货与送货装有互锁开关，防止发生故障。

5 取货和送货指令完成后，机构自动返回原来位置。

6 当小车内有货物时，若无外部操作，就绪指示灯亮，十秒后程序把最大仓位号里的货物转运至没有放货物的比它小的仓位号所对应的仓位里。上述自动优化放货只对1～6号仓库适用。

7 需用手动取货时，必须在断电状态下进行。

8 通过控制面板可以控制步进电机，正反转和加减速。可提高送货效率。

了保护人身、设备和货物的安全，堆垛机必须具有完

善的安全保护措施：

1 ) 堆垛机在行走、载货台升降和货又伸缩终端处都设有

机械和电气限位装置。

2 ) 货物检测载货台上设有货物超高、超长和超宽检测装

置。在货物进入载货台时，当检测到货物超过设定高度、长

度或宽度时，堆垛机便停止运行并报警。一般允许误差为3 0 ～

4 0 m m，检测元件采用对射或反射式光电传感器。

3 ) 载货台上还设有检测货又是否回位、货叉上有无货物

和货位中有无货物的装置。如货叉没有回位，堆垛机不能水

平运行；如货叉上已有货物，则不能再取货；入库时，必须

检测货位中有无货物，以避免发生事故。

4 ) 断电保护如载货台升降过程中忽然断电，则通过提升

电动机制动使载货台停在当前位置，不会掉下来。

3.3 本仓库系统的基本物流过程与控制面板

物流过程示意图

1234567890就绪取送数码管显示手动自动停取送电源控制面板控制

面板

示意

图

控制面板示意图 3.4 输入与输出点数（I/O ）的分配

输入：

3.5输送系统的PLC程序设计

3.5.1 编程过程中的问题及其解决方法

由于PLC的输入与输出点数直接决定了其价格，因此在实现更多功能的基础上，为了降低成本，程序设计的基本原则是尽量减少其I/O点数。

1、若用PLC直接驱动数码管，需要占用大量的点数，本设计中采用，三菱PLC的高级应用指令7段数码管扫描应用指令。

该指令使用范例：

自动化立体仓库管理系统模板

自动化立体仓库管 理系统

自动化立体仓库管理系统 1．概述 自动化立体仓库管理系统WMS（warehouse management system）就是使用计算机实现对自动化立体仓库和输送设备全面的运行过程控制、实时监视以及物流信息管理与跟踪。物流信息管理包括作业计划、作业调度、作业过程以及作业变更等，自动化立体仓库管理系统是自动化立体仓库系统中的灵魂和中枢。2.设计原则 2.1 实用性和可行性 主要技术和产品具有实用、成熟、稳定、安全的特点。实用性以系统整体运行效率为重点。既要便于用户使用，又要便于系统管理。 2.2先进性和成熟性 系统设计既要采用超前理念，先进技术和系统的工程方法，又要注意思维理性与技术的可行性，方法的正确性。不但能反映当今的先进技术和理念，而且具有拓展潜力，能保证未来若干年能占主导地位。先进性与成熟性并重，并考虑到近年来的应用发展特点，应把先进性放在重要位置。

2.3 开放性与标准化原则 应用平台应是一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台，并使网络的硬件环境、通信环境、软件环境、操作平台之间的相互依赖性小。 2.4可靠性和稳定性 在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。 2.5可扩充性及易升级性 为适应应用不断拓展的需要，应用平台的软硬件环境必须有良好的平滑可扩充性。 2.6安全性和保密性 在应用平台设计中，充分考虑信息资源的共享，注意信息资源的保护和隔离，应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。 2.7可管理性和可维护性 整个应用平台是由多个部分组成的较为复杂的系统，为了便于系统的日常运行维护和管理，要求所选产品具有良好的可管理性

自动化立体仓库输送系统调度的优化仿真及其应用研究

自动化立体仓库输送系统 调度的优化仿真及其应用研究* 山东工业大学自动化系,济南　250061　常发亮　刘长有 摘　要　分析了自动化立体仓库输送系统的若干调度问题,给出了启发式调度规则和优化算法,建立了该离散系统的仿真Petr i网模型,在此基础上,对系统进行了动态的优化仿真,仿真结果表 明了调度规则和算法的正确性和有效性,使得系统物流更加畅通和平滑。 关键词　自动化立体仓库　输送系统　系统仿真　系统优化 The Study of Optimal Simulation and Its Application in Vehicle Scheduling for Automatic Space Warehouse Chang Faliang　Liu Changy ou A utomation De p ar tment,S hand ong Univ ersity o f Tech nology,J inan250061 Abstract　In this paper,some scheduling pro blems o f the vehicle for automat ic space w areho use ar e analy zed,the optim al algo rithms and heur istic scheduling r ules are presented,and the simulatio n mo del of this discrete ev ent dy na mic sy st em is established in P etri-net mode.T he dynamic optim al simula tion of the vehicle system is done based o n the a bo ve wo rks,and t he simulatio n r esults has pr ov ed that t he o ptimal al-go rithms and scheduling r ules are co rr ect and r easonable,and the g oo ds dispat ching is made sm oot hly. Keywords　A uto matic spa ce w ar ehouse　Vehicle system　Sy st em simulation　System optimizat ion 引　言 自动化立体仓库作为工厂物流系统和CIM S柔性加工系统的重要环节,应用已越来越多。根据使用方式的不同,可分为周转库和供应库,周转库主要用来作为工厂中间产品的缓冲存储库,以保证制造系统各个生产阶段的供需要求;供应库作为整个工厂元器件的供应基地,提供快速的保障供应能力[1][2]。该自动化仓库包括货物的自动存取系统(高层固定货架,多层水平旋转货架等)、货物的自动分拣系统、货物的自动输送系统和多个出入库库台,属于供应库,其结构示意图如图1所示。其中输送系统作为连接存取系统和分拣系统的桥梁部分,其运输效率和顺序直接关系到整个仓库的出入库效率。因此,对于作为仓库瓶颈的输送系统,在建模的基础上,进行系统的动态仿真很有必要。本文针对出库进行讨论,入库过程类似[3]。输送系统的调度优化仿真系统适合于一般的自动化立体仓库的物流调度。 *本课题得到国家863高技术CIM S主题基金资助 本文收稿日期:1997-01-09

自动化立体仓库现场施工要点教学总结

自动化立体仓库现场施工要点 自动化立体仓库具有节省占地面积、提高空间利用率及存取效率、优化存储环境、提高仓储管理水平等特点，具有广泛的发展空间和市场推广价值。由于立体仓库系统组成较为复杂，在现场安装过程中必须重视施工的流程和要点，提高施工精度，这样才能保证立体仓库在交付使用后最大限度地发挥其优势。 自动化立体仓库现场施工主要包括：基础部分、货架系统、天轨及地轨、堆垛机、输送机等周边设备等方面。下面分别介绍其施工要点。 基础部分 基础部分安装的主要工作包括货架和地轨基础板的安装及电气预埋管线的铺设。此项工作一般属土建范畴，由业主负责，但考虑其在立体仓库总体安装质量中所处的重要地位，在基础部分安装时，承建方应派驻技术人员进行现场协调指导，配合土建（业主）完成此项工作。 货架和地轨基础板的常见类型包括： 1.水平梁施工要点为： 图（一）水平梁施工 业主方进行基础挖掘，打水泥垫层，开始编制钢筋网，在钢筋网编制2/3时，承建方开

始进行水平梁的安装，业主方继续进行钢筋网的编制工作； 承建方将支撑立在水泥垫层上，上部与调整角钢连接，并与钢筋网点焊。在调整角钢上铺设槽钢，并用水平仪超平后与调整角钢焊接； 承建方水平梁铺设完成后，业主方进行混凝土浇注。浇注后混凝土表面与槽钢上表面平齐，不允许高出槽钢上表面。养生后，承建方进行水平梁整体检测，达到安装要求后进行货架等安装工作。 2.预埋板施工要点为： 图（二）预埋板 业主方进行基础挖掘，打水泥垫层，开始编制钢筋网，在钢筋网编制2/3时，承建方开始进行预埋板的安装，业主方继续进行钢筋网的编制工作； 承建方将预埋板连接好后与钢筋网点焊； 承建方预埋板铺设完成后，业主方进行混凝土浇注工作； 待货架、地轨安装调整完成后，业主方进行混凝土的二次回填。 3.使用膨胀螺栓或化学锚栓固定 施工要点为：

自动化立体仓库设计方案

自动化立体仓库设计方案 第1章绪论 1.1 引言 当前世界经济发展的两大趋势是全球化和市场化。集扮流、信息流和资金流于一身的物流配送中心，在全球化和市场化的时代里，进一步促进了世界经济与贸易的发展。代表21世纪国林物流先进技术的物流配送中心的特征是自动化、计算机化、信．息化、两络化、智笼化、柔性化、电子商务化、标准化和社会化。自动化立体仓库在现代化的物流配送中心中起到了重大的作用，可以说没有自动化立体仓库就没有现代化的物流系统。在全球化和市场化的国际经济活动中，流通是联系生产和消费的纽带。只有通过商品流通才能体现出商品的价值及其使用价值，流通是国民经济运行的大动脉。自动化立体仓库加速了商品流通，减少了商品损坏，降低了流通成本，节约了土地面积、人力和财力。此外，它还提高了库存周转率、经营灵活性和工作效率。它以最快速度、最低价格和最佳服务来满足用户需求，从而获得最大利益。 我国加入WTO之后，加速了工业化和现代化的建设．物流配送中心和自动化立体仓库的需求量越来越大．它必将为国民经济的腾飞做出巨大的贡献。 基于这一现状提出了本课题。 自动化立体仓库由计算机控制系统、高层货架、堆垛机、输送机一和周边机械等构成，它是现代化物流配送中心的关键设备系统。 1.2 特点及其研发意义 物流系统中的自动化立体仓为又称立库、高层货架仓库、自动仓储要SA/RS，是以高层立体货架（托盘系统）储存物资，用电子计算机控制管理和自动控制堆垛运输车进行存取作业的仓库。仓库的功能从单纯地进行物资的储存保管，发展到担负物资的接受、分类、计量、包装、分拣、配送、存档等多种功能，实现高效率物流和大容量存储，以满足现代化生产和商品流通的需要。 近年来，我国为了发展经济，各地都在大力发展交通，海、路、空并举，进行大规模的基本项目的投资建设，成为现代化经济发展建设的主旋律。而交通事业发展的最终目的，就是使物资能够迅速流通，促进经济的发展。在现代社会中，

自动化立体仓库系统工程搭建

如今，社会生产过程中，人们对基础设施的重视程度越来越高，希望在效率与运营的精准度再上一个层次。在物流设备的采购与使用上，自动化、智能化的立体仓储产品系统往往能够带来这些方面的巨大改变。越来越多的企业不再满足于传统仓储设备的运用，而更倾向于搭建自动化立体仓库系统给产品生产流通带来全新的变革。那么，自动化立体仓库系统设施是怎么搭建的呢？下面江苏六维智能物流装备股份有限公司在此做个简单解答，希望对你有所帮助。 1、货架部分：货架是自动化立体仓库的主体部分，多是高位立体货架，高度可达30米以上，实现密集型存储。立体货架的货位相当密集，能够有效的利用企业仓库的空间。立体货架多采用横梁货架的结构，使得整体更加稳固，可以有效的保证立体货架的高度延伸。 2、存储托盘：立体货架货位多指托盘的摆放位置，一个货位实际上指的就是一个托盘的摆放位置。自动化立体仓库运用的托盘规格多是根据立体货架和货物的规格确定的。 3、有轨巷道堆垛机：有轨巷道堆垛机主要是用于自动存取货物的设备，不需要人工操作，该设备能短时间帮助你更好的存取货物，同时能保证货物的安全。有轨巷道堆垛机

有不同的结构形式，分为单立柱和双立柱形式，根据不同服务方式分，可分为直线、弯轨、转轨车三种形式。因为自动化立体仓库多是高位立体货架，并且是自动化控制系统，一般的叉车很难完全适应立体货架的作业，而有轨巷道堆垛架可以合理的配合自动化立体仓库的高效作业。叉车一般由人工操作在输送线的进出口位置叉取货物。 4、自动化输送线：立体库的外围设备，一般设置在立体货架的前方，重点就是将货物运输到堆垛机上，或者是将堆垛机取下的货物输送到出口位置。输送机种类非常多，比如链条输送机、辊筒输送机升降/移载机、提升机等等。企业如何选择输送机，主要看自身的运输需求。 5、管理控制系统：管理控制系统是自动化立体仓库的软件部分，它决定了自动化立体仓库得以自动化、智能化、无人化作业。自动控制系统主要是采用现场总线的方式，控制设备工作。江苏六维公司自主研发的仓库管理WMS系统支持多模式（B2C、生产、销售），多业态（电商、制造、新兴产业等），多类型仓库的个性化需求，全面提升仓库作业效率、提升库存准确率、提升库存周转率、提供企业透明化实时化的仓库管理体验。 6、信息管理系统：信息管理系统主要是记录货物存取信息，能让人清楚的了解到货物使用情况。该系统是自动化立体仓库系统的核心为管理者总览仓库安全状况全局提供数据支撑，实时报警消息推送，主动及时捕获仓库险情，预先防范，并通知仓管人员进行险情确认和处置，是保证立体库更好使用的关键。 运输行业案例——西安地铁自动化立体仓库工程：

自动化立体仓库与自动分拣系统

一、自动化立体仓储与配送系统 1、什么是WMS系统，具有哪些功能？ WMS是仓库管理系统(Warehouse Management System) 的缩写，仓库管理系统是通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，综合批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现完善的企业仓储信息管理。该系统可以独立执行库存操作，与其他系统的单据和凭证等结合使用，可提供更为完整全面的企业业务流程和财务管理信息。 功能简介 货位管理 采用数据收集器读取产品条形码，查询产品在货位的具体位置，（如X产品在A货区B航道C货位），实现产品的全方位管理。 通过终端或数据收集器实时地查看货位货量的存储情况、空间大小及产品的最大容量，管理货仓的区域、容量、体积和装备限度。 产品质检 产成品包装完成并粘贴条码之后，运到仓库暂存区由质检部门进行检验，质检部门对检验不合格的产品扫描其包装条码，并在采集器上作出相应记录，检验完毕后把采集器与计算机进行连接，把数据上传到系统中；对合格产品生成质检单，由仓库保管人员执行生产入库操作， 产品入库 从系统中下载入库任务到采集器中，入库时扫描其中一件产品包装上的条码，在采集器上输入相应数量，扫描货位条码（如果入库任务中指定了货位，则采集器自动进行货位核对），采集完毕后把数据上传到系统中，系统自动对数据进行处理，数据库中记录此次入库的品种、数量、入库人员、质检人员、货位、产品生产日期、班组等所有必要信息，系统并对相应货位的产品进行累加。 物料配送

根据不同货位生成的配料清单包含非常详尽的配料信息，包括配料时间、配料工位、配料明细、配料数量等，相关保管人员在拣货时可以根据这些条码信息自动形成预警，对错误配料的明细和数量信息都可以进行预警提示，极大的提高仓库管理人员的工作效率。 产品出库 产品出库时仓库保管人员凭销售部门的提货单，根据先入先出原则，从系统中找出相应产品数据下载到采集器中，制定出库任务，到指定的货位，先扫描货位条码（如果货位错误则采集器进行报警），然后扫描其中一件产品的条码，如果满足出库任务条件则输入数量执行出库，并核对或记录下运输单位及车辆信息（以便以后产品跟踪及追溯使用），否则采集器可报警提示。 仓库退货 根据实际退货情况，扫描退货物品条码，导入系统生成退货单，确认后生成退货明细和帐务的核算等。 仓库盘点 根据公司制度，在系统中根据要进行盘点的仓库、品种等条件制定盘点任务，把盘点信息下载到采集器中，仓库工作人员通过到指定区域扫描产品条码输入数量的方式进行盘点，采集完毕后把数据上传到系统中，生成盘点报表。 库存预警 另外仓库环节可以根据企业实际情况为仓库总量、每个品种设置上下警戒线，当库存数量接近或超出警戒线时，进行报警提示，及时地进行生产、销售等的调整，优化企业的生产和库存。 质量追溯

自动化立体库简介

一、自动化立体库概述 传统仓库存在着占地面积大、存取货物时间长、劳动效率低、人力成本高、盘点准确率低等种种问题。自动化立体仓库是采用高层货架及有轨巷道堆垛机，配合多种周边设备，实现自动存取和货物管理的一种新型的现代化仓库。采用计算机控制和管理技术使立体库的功能得以最大限度的发挥，可为企业提供从存储、自动化输送、自动化生产到成品配送的完整物流自动化解决方案。 二、自动化立体库的系统特点 自动化立体库（AS/RS）是物流技术的革命性成果，可以在计算机系统控制下完成单元货物的自动存取作业，是利用自动化存储设备同计算机管理系统的协作来实现立体仓库的高层合理化，并结合不同类型的仓库管理软件、图形监控及调度软件、条形码识别跟踪系统、搬运机器人、AGV小车、货物分拣系统、堆垛机认址系统、堆垛机控制系统、货位探测器等构成一套完整的现代化立体化仓储管理系统，相较之传统仓库仓储具有以下优势： 1. 提高空间利用率,减少仓储用地，节省土地投资成本。 2. 便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平。 3. 加快货物的存取节奏，提高生产效率。 4. 减轻劳动强度，改善工人工作环境,降低人力成本。 5. 减少库存资金积压。 6. 便于实现系统整体优化，提高生产和物流管理水平。 7. 是现代化企业的重要标志。 8. 实现仓储物资在调拨过程中的全方位实时管理。 9. 采用自动化/半自动化的识别方式，提高盘点的准确性和操作效率。 10.建立一个统一的资产数据库，为资产的整个监管提供可靠的依据。 三、自动化立体库的系统组成 自动化立体库具体由以下几部分组成: 1. 高层货架:用于存储货物的钢结构。目前主要有焊接式货架和组合式货架两种基本形式。 2. 托盘（货箱）：用于承载货物的器具，亦称工位器具。 3. 巷道堆垛机:用于自动存取货物的设备。按结构形式分为单立柱和双立柱两种基本形式；按服务方式分为直道、弯道和转移车三种基本形式。 4. 输送机系统:立体库的主要外围设备，负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。输送机种类非

自动化立体库规划和设计方案

自动化立体库规划和设计方案 1、库场的选择，规划与设计 库场的选择和布置对于仓储系统的基建投资，物流费用，劳动条件，生产管理，环境保护等都有重要的意义，因此我们需首要考虑。其次就是确定库场各部分相关位置，并画出平面布置图。 2、确定仓库形式，作业方式和机械设备参数 立体仓库的形式有很多种，一般多用单元货格形式。根据工艺要求确定作业方式，选择或设计合适的物流搬运设备，确定他们的参数。 品种单一或品种较少：单元货格式仓库 特殊要求的货物：冷藏，防潮，恒温仓库 自动化立体仓库使用的机械设备有很多种，一般包括巷道堆垛机，连续输送机，高层货架和自动导向车。设计师需要根据仓库的规模，货物的品种，出入库频率选择最合适的机械设备进行设计。 3、确定货物单元形式及规格 根据调查和统计结果，并综合考虑多种因素，确定合理的单元形式及规格。对于那种形状和尺寸比较特殊或者很重的货物，可以单独处理。 货物单元尽量采用标准推荐的尺寸，以便于与其他物料搬运和运输机具相匹配。 货格尺寸取决于在货物单元四周需留出的净空尺寸和货架构件的尺寸。 4、确定库容量，合理规划库房面积 和其他面积的分配 库容量是指同一时间仓库可容纳的货物单元数，这对自动化立体仓库是一个非常重要的参数。由于在库存周期会受到许多来自外界因素的影响，所以在设计的过程中应合理安排货架区与缓存区之间的容纳面积关系。 由于总面积是一定的，所以在设计立体仓库的时候，应将办公，实验的面积与库房面积相结合，从而减少许多不必要的投入和麻烦。 5、自动化立体仓库的布置 （1）U型布置 特点：物流路线合理，进出口码头资源可以充分利用，便于越库作业，便于扩展。 适用类型：工业制造行业居多，如汽车零部件库和家电企业零部件库。 （2）直径穿越式布置 特点：非常适合纯粹的越库作业，便于解决高峰时同时进出货库作业。 适用类型：产品品种较为单一的成品库，如电子产品，香烟和医药行业的成品库。 （3）模块化干线布置 特点：可满足多种功能，适合多样化的产品存放。 适用类型：综合类的商品分拨中心，如大型商超物流中心。 6、自动化立体仓库的控制方式和管理方式，以及人员与设备的匹配 不管自动化立体仓库的自动化程度有多高，具体操作时仍需要一定的人力劳动，因此在选择员工的时候，既要保证质量，也要确保数量。人员不够会造成仓库的效率降低，太多又会浪费。由于自动化立体仓库采用了大量的先进化设备，因此需要对员工进行培训，以此来将智能仓库的使用效率达到最大效果。 人员和设备投入可以考虑以下因素： 人员投入：仓库管理和操作岗位，系统处理岗位等，高峰低谷时人员该如何配置；

自动化立体仓库管理系统

自动化立体仓库管理系 统 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-MG129]

自动化立体仓库管理系统 1．概述 自动化立体仓库管理系统WMS（warehouse management system）就是使用计算机实现对自动化立体仓库和输送设备全面的运行过程控制、实时监视以及物流信息管理与跟踪。物流信息管理包括作业计划、作业调度、作业过程以及作业变更等，自动化立体仓库管理系统是自动化立体仓库系统中的灵魂和中枢。 2.设计原则 2.1 实用性和可行性 主要技术和产品具有实用、成熟、稳定、安全的特点。实用性以系统整体运行效率为重点。既要便于用户使用，又要便于系统管理。 2.2先进性和成熟性 系统设计既要采用超前理念，先进技术和系统的工程方法，又要注意思维理性与技术的可行性，方法的正确性。不但能反映当今的先进技术和理念，而且具有拓展潜力，能保证未来若干年能占主导地位。先进性与成熟性并重，并考虑到近年来的应用发展特点，应把先进性放在重要位置。 2.3 开放性与标准化原则 应用平台应是一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台，并使网络的硬件环境、通信环境、软件环境、操作平台之间的相互依赖性小。 2.4可靠性和稳定性

在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。 2.5可扩充性及易升级性 为适应应用不断拓展的需要，应用平台的软硬件环境必须有良好的平滑可扩充性。 2.6安全性和保密性 在应用平台设计中，充分考虑信息资源的共享，注意信息资源的保护和隔离，应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。 2.7可管理性和可维护性 整个应用平台是由多个部分组成的较为复杂的系统，为了便于系统的日常运行维护和管理，要求所选产品具有良好的可管理性和可维护性。另外可管理性和可维护性还包括对平台的自身。 3.系统架构 WMS系统架构主要有服务层、管理层、监控层、执行层： 服务层是由服务器和数据库组成，支撑整个系统的运行，并为数据提供保障服务，实现了与业务层集成的数据共享。 管理层是是完成系统的高级管理工作，负责仓库系统的库位管理，出入库管理，查询报表分析，库存分析，系统维护，故障分析等工作，实现与服务器的信息交互与作业下达。

蒙牛乳业自动化立体仓库案例

蒙牛乳业自动化立体仓库案例

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案例二蒙牛乳业自动化立体仓库案例 内蒙古蒙牛乳业泰安有限公司乳制品自动化立体仓库,是蒙牛乳业公司委托太原刚玉物流工程有限公司设计制造的第三座自动化立体仓库。该库后端与泰安公司乳制品生产线相衔接,与出库区相联接,库内主要存放成品纯鲜奶和成品瓶酸奶。库区面积8323平方米,货架最大高度２１米,托盘尺寸1200×1０00毫米，库内货位总数1963２个。其中，常温区货位数14964个；低温区货位4６６８7年。入库能力1５0盘／小时,出库能力300盘/小时。出入库采用联机自动。 一、工艺流程及库区布置 根据用户存储温度的不同要求，该库划分为常温和低温两个区域。常温区保存鲜奶成品,低温区配置制冷设备，恒温4℃,存储瓶酸奶。按照生产――存储――配送的工艺及奶制品的工艺要求，经方案模拟仿真优化,最终确定库区划分为入库区、储存区、托盘(外调）回流区、出库区、维修区和计算机管理控制室6个区域。入库区由66台链式输送机、３台双工位高速梭车组成。负责将生产线码垛区完成的整盘货物转入各入库口。双工位穿梭车则负责生产线端输送机输出的货物向各巷道入库口的分配、转动及空托盘回送。 储存区包括高层货架和17台巷道堆垛机。高层货架采用双托盘货位,完成货物的存储功能。巷道堆垛机则按照指令完成从入库输送机到目标的取货、搬运、存货及从目标货位到出货输送机的取货、搬运、出货任务。 托盘(外调）回流区分别设在常温储存区和低温储存区内部，由1２台出库口输送机、14台入库口输送机、巷道堆垛机和货架组成。分别完成空托盘回收、存储、回送、外调货物入库、剩余产品，退库产品入库、回送等工作。 出库区设置在出库口外端，分为货物暂存区和装车区,由３４台出库较输送机、叉车和运输车辆组成。叉车司机通过电子看板、ＲF终端扫描来叉车完成装车作业,反馈发送信息。

自动化立体仓库系统简介

自动化立体仓库系统简介 自动化立体仓库系统，即AS / RS（Automated Storage / Retrieval System），使用高层货架存储货物，充分利用仓库空间，因此节省了占地面积，提高了空间使用率。目前使用最广、适应性较强的是单元货格式立体仓库，但是在这种仓库中巷道占去了三分之一左右的面积。在充分利用存储空间的原则上，为了提高仓库面积的利用率，达到能够存储更多货物的目的，近年来各种高密度自动化仓储系统逐渐发展成熟，例如：重力式货架仓库和穿梭车式货架仓库。在重力式货架仓库中，货架接通道排列，每个通道都是存货通道，并带有一定的坡度，从入库口端装入的货物单元能够在自重的作用下，自动向出库端移动，直到到达通道出库端或者碰到已存储的货物单元停住为止，通道出库端设有止动装置。当出库端的第一个货物单元被取走后，其后面的各个货物单元在重力作用下依次向出库端补位。从结构上讲，为了保证这种仓库系统的灵活性，要求每个存货通道设置减少摩擦的装置，如在货架上加滚子，或者储存托盘带滚轮。 穿梭车式货架仓库，货架也接通道排列，每个通道也都是存货通道，但没有设置坡度，每个通道都设有供穿梭车运行的轨道，穿梭车在巷道里往复运行，自动存取和搬取货物，提升了物流效率，而且穿梭车可以和堆垛机、自动叉车或AGV配合，自动进行不同列、不同层及不同通道之间的交换，调度更加灵活，自动化程度更高。 穿梭车式货架仓库的核心设备是穿梭车。穿梭车又称为轨道式自动导引车（rail guide vehicle），具有速度快、可靠性高、成本低等特点，它是立体仓库的重要设备，并与其他物流设备实现自动连接，如出入库站台、缓冲站、输送机、升降机和机器人等，按照计划进行物料的输送。穿梭车的行驶速度一定程度上决定了整个货架仓库的物流效率；穿梭车的供电方式、持续行进能力等决定了货架仓库安装施工的难度；穿梭车的智能程度决定了货架仓库的智能化程度以及设计难度。因此，对于穿梭车式货架仓库系统来讲，穿梭车本身十分值得研究和改进。

基于Flexsim的自动化立体仓库仿真毕业设计

题目：基于Flexsim的自动化立体仓库 仿真设计 装 订 线

基于Flexsim的自动化立体仓库仿真设计 摘要 随着计算机信息技术的发展和竞争的日益加剧，市场对企业物流系统提出了新的要求，自动化立体仓库受到了越来大的关注并得到广泛应用。其运营效率的研究也成为企业关注的焦点。Flexsim软件针对离散系统的建模和仿真，是自动化立体仓库仿真规划的理想选择。物流仿真利用计算机技术来模拟真实的物流系统，通过仿真活动和过程来验证物流项目建设的有效性，合理性和优化的效果。本文以一个公司的自动化立体仓库为例，根据自动化立体仓库基本组成和工作过程，进一步探究采用Flexsim软件进行建模仿真的一般方法。通过仿真自动化立体仓库物流系统，对仓库物流过程进行整体分析。根据各部分不同的运行特点，对仿真的整个流程进行研究，找出其不合理的地方并对其进行优化，结果显示优化后仓库作业效率得到提高。 关键词：自动化立体仓库；Flexsim；建模；仿真

AS/RS Simulation Design Based on Flexsim ABSTRACT With the development of computer information technology and the increasing competition, market has put new demands on enterprise logistics system and the AS/RS is paid more and more attention and widely used. The research of its operational efficiency has also become the focus of enterprise. Flexsim software, which is for discrete system modeling and simulation, is a good choice for AS/RS simulation planning. Logistics simulation use computer technology to simulate the real logistics system through simulation activities and processes and then verify that the construction of the logistics project effectiveness, rationality and optimization of the effect. This paper takes an automated warehouse of one company as an example to further explore the general method of using the Flexsim modeling and simulation, based on the basic components and work processes of the AS/RS. Warehouse logistics process is analyzed as a whole through the simulation of AS/RS logistics. Based on the various operating characteristics, researched on the simulation of the overall process, identified the unreasonable place and then optimized it, the results show that the efficiency of warehouse operations is improved after optimization. Key words:AS/RS; Flexsim; Modeling; Simulation

自动化立体仓库管理系统

自动化立体仓库管理系统 1．概述 自动化立体仓库管理系统WMS（warehouse management system）就是使用计算机实现对自动化立体仓库和输送设备全面的运行过程控制、实时监视以及物流信息管理与跟踪。物流信息管理包括作业计划、作业调度、作业过程以及作业变更等，自动化立体仓库管理系统是自动化立体仓库系统中的灵魂和中枢。 2.设计原则 2.1 实用性和可行性 主要技术和产品具有实用、成熟、稳定、安全的特点。实用性以系统整体运行效率为重点。既要便于用户使用，又要便于系统管理。 2.2先进性和成熟性 系统设计既要采用超前理念，先进技术和系统的工程方法，又要注意思维理性与技术的可行性，方法的正确性。不但能反映当今的先进技术和理念，而且具有拓展潜力，能保证未来若干年能占主导地位。先进性与成熟性并重，并考虑到近年来的应用发展特点，应把先进性放在重要位置。 2.3 开放性与标准化原则 应用平台应是一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台，并使网络的硬件环境、通信环境、软件环境、操作平台之间的相互依赖性小。 2.4可靠性和稳定性 在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。 2.5可扩充性及易升级性

为适应应用不断拓展的需要，应用平台的软硬件环境必须有良好的平滑可扩充性。 2.6安全性和保密性 在应用平台设计中，充分考虑信息资源的共享，注意信息资源的保护和隔离，应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。 2.7可管理性和可维护性 整个应用平台是由多个部分组成的较为复杂的系统，为了便于系统的日常运行维护和管理，要求所选产品具有良好的可管理性和可维护性。另外可管理性和可维护性还包括对平台的自身。 3.系统架构 WMS系统架构主要有服务层、管理层、监控层、执行层： 服务层是由服务器和数据库组成，支撑整个系统的运行，并为数据提供保障服务，实现了与业务层集成的数据共享。 管理层是是完成系统的高级管理工作，负责仓库系统的库位管理，出入库管理，查询报表分析，库存分析，系统维护，故障分析等工作，实现与服务器的信息交互与作业下达。 监控层负责接收和转发，协调管理系统的出入库指令，完成作业指令的分解，排队和下达，控制物流设备的各部执行机构，跟踪和处理控制系统各种信息的实时采集和动画跟踪。 执行层通过各环节执行机构，执行、跟踪并依次完成作业指令规定的任务。4软件环境

基于Flexsim的自动化立体仓库仿真设计毕业设计论文

基于 Fl exs i m的自动化立体仓库仿真设计 摘要 随着计算机信息技术的发展和竞争的日益加剧，市场对企业物流系统提出了新的要求，自动化立体仓库受到了越来大的关注并得到广泛应用。其运营效率的研究也成为企业关注的焦点。Fl exs i m软件针对离散系统的建模和仿真，是自动化立体仓库仿真规划的理想选择。物流仿真利用计算机技术来模拟真实的物流系统，通过仿真活动和过程来验证物流项目建设的有效性，合理性和优化的效果。本文以一个公司的自动化立体仓库为例，根据自动化立体仓库基本组成和工作过程，进一步探究采用Fl exs i m 软件进行建模仿真的一般方法。通过仿真自动化立体仓库物流系统，对仓库物流过程进行整体分析。根据各部分不同的运行特点，对仿真的整个流程进行研究，找出其不合理的地方并对其进行优化，结果显示优化后仓库作业效率得到提高。 关键词：自动化立体仓库；Fl exs i m；建模；仿真

AS/RS Si mul a t i on D e s i gn Ba s ed on Fl exs i m ABSTRACT W i t h t he devel opme nt of comput er i nf or m a t i on t echnol ogy and t he i ncr eas i ng compe t i t i on, m a r ket has put new de m a nds on ent er pr i s e l ogi s t i cs s ys t em a nd t he AS/RS i s pai d mor e a nd mor e a t t ent i on and wi del y us ed. The r es ea r ch of i t s oper a t i ona l ef f i c i ency ha s a l s o become t he f ocus of ent e r pr i s e . Fl exs i ms of t wa r e , whi ch i s f or di s cr e t e s ys t em mode l i ng and s i mul a t i on, i s a good choi ce f or AS/RS s i mul a t i on pl a nni ng. Logi s t i cs s i mul a t i on us e comput er t echnol ogy t o s i mul a t e t he r eal l ogi s t i cs s ys t em t hr ough s i mul a t i on a ct i vi t i es and pr oces s es and t hen ver i f y t hat t he cons t r uct i on of t he l ogi s t i cs pr oj ect ef f ect i venes s , r a t i ona l i t y and opt i m i zat i on of t he ef f ect . Thi s paper t a kes an a ut oma t ed wa r ehous e of one compa ny as an exa mpl e t o f ur t her expl or e t he gener a l m e t hod of us i ng t he Fl exs i m mode l i ng and s i mul a t i on, bas ed on t he bas i c compone nt s a nd wor k pr oces s es of t he AS/RS. W a r ehous e l ogi s t i cs pr oces s i s anal yzed a s a whol e t hr ough t he s i mul a t i on of AS/RS l ogi s t i cs . Ba s ed on t he va r i ous oper a t i ng char act er i s t i cs , r es ear ched on t he s i mul a t i on of t he over a l l pr oces s , i dent i f i ed t he unr eas onabl e pl ace and t hen opt i m i zed i t , t he r es ul t s s how t ha t t he ef f i c i ency of wa r ehous e oper a t i ons i s i mpr oved a f t er opt i m i za t i on.

自动化立体仓库系统

摘要 自动化立体仓库系统（Automated Storage and Retrieval System shorted for AS/RS）是现代物流系统的一个重要组成部分，广泛应用于各行各业中。目前，它已经成为企业生产和管理信息化的标志之一。本文在立体仓库的规划设计方面提供了利用仿真辅助设计的方法，对提高立体仓库作业的效率，合理配置立体仓库的物流设备，以及检验整个流程设计的合理性有着很大的实际应用价值。 本文内容分为以下四个部分： 第一部分是立体仓库的构成特点和功能。还有立体仓库的设计原则和步骤，是以下几个部分的研究基础，这部分内容主要体现在第1章。第一部分是对PLC 的介绍，主要体现在第2章。第三部分是立体仓库的设计阶层，阐述了自动化立体仓库的仿真与建模理论，介绍了基于三菱PLC所设计的立体仓库的功能及控制原理，主要体现在第3章。第四部分是步进电机及其驱动器，介绍了步进电机的选型和其驱动器的工作原理及其型号。主要体现在第4章。 此次设计的效果可以改变参数输入，通过模拟生产情况及波动对系统造成的冲击，从而避免了在理想化状态下系统设计所无法预料的各种因素，对系统的堵塞有着形象和直观的解决方案。 总之，立体仓库因其较小的占地面较佳空间利用率，应用正逐渐普及。为满足现代化生产和流通的需要，就必须采取以计算机控制主要手段的自动化立体仓库。 关键词：立体仓库；PLC；物流

Abstract AS/RS (Automated Storage and Retrieval System shorted for AS/RS) is an important part of modern material flow system and is widely applied to every walk of life.Presently it has become one of the signs in enterprise production automation and management information. This article puts forward the way to design and layout AS/RS assisted by computer simulation ,and it has very great practical application value to improve the operation efficient of the stereoscopic warehouse ,to distribute the logistics equipments of that warehouse rationally, and to test the whole design of the Material flow and Information flow. The content of the article is composed of the follow four parts: The first part, which is the basis of the study, concludes the statement of the structure of AS/RS, the characteristic of AS/RS, the function of the AS/RS and the principle and step of design. The first part is explained in the chapter one. The second part, which is the introduced of PLC. The second part is explained in the chapter two. The third part, which is the study of theory of design of AS/RS. expatiates on the theory of simulation and modeling, introduces the objects and modeling, and introduces the functions of the AS/RS which design of PLC. The third part is explained in the chapter three. The fourth part is introduces of stepper motor and actuator about type and Principle, The fourth part is explained in the chapter four. We can alse see the place where the block and bottle-neck have taken place and state how they develop, reflecting by the system of simulation. By changing the input of the parameters and simulating the process of production and the impulsion of system arosed by flactuation, we can avoid various unforeseen factors of system design in the state of idealization, have visual and intuitionistic solving way for the block of the system.. In conclusion, The application of automatic warehouse with less floor space and better space utilization ratio has been popularizing gradually. To meet the requirement of the modern production and negotiation, it should use the warehouse with the computer control technology Key Words: AS/RS;PLC；Logistics