国产欧美日韩精品a在线观看-国产欧美日韩精品一区二区三区-国产欧美日韩精品综合-国产欧美中文字幕-一区二区三区精品国产-一区二区三区精品国产欧美

    企業現代化生產規模的不斷擴大，使得倉庫成為生產物流系統中的一個重要且不可缺少的環節。立體倉庫具有最小的占地面積和最佳的空間利用率，不僅能夠快速、高效、合理地存儲各種產成品，而且在溝通物流信息、銜接產需、進行科學儲備與生產經營決策的方面發揮著獨特的作用。

立體倉庫系統由于應用場合不同，具體的形式和配置可能差異很大。我國的自動化倉庫大部分是與某個先進的生產流水線緊密相連，主要由單元式貨架、堆垛起重機、自動導引小車、出入庫輸送機、狀態檢測器、控制計算機等部分組成，采用先進的計算機技術和控制技術，以及先進的管理思想，來實現倉庫管理自動化和入出庫作業的自動化。本文以某奶制品公司自動化立體倉庫為基礎，探討系統的實施過程中監控調度系統的開發。

1  倉庫設備簡介

    該公司自動化立體倉庫平面布局如圖1所示。

    該倉庫采用單元式貨架，即貨架沿倉庫的寬度方向分為若干排，每2排貨架為1組，其間有1條巷道，供堆垛機作業，在貨架的兩端設立入庫臺和出庫臺。入庫端的碼盤輸送機用來碼垛貨品，分配小車負責把碼好的載貨托盤輸送到入庫巷道輸送機上。堆垛機是可以三維運動的單立柱巷道式堆垛機，用途是將位于入庫巷道輸送機的載貨托盤存入貨格，或取出貨格內的載貨托盤運送至出庫端輸送機。叉車負責接走載貨托盤出庫裝車。

圖1  倉庫平面布局示意圖

2  立體倉庫系統結構

    該立體倉庫系統采用三級計算機分布式控制，如圖2所示，即上位管理級、中位監控級和下位控制級。管理級對倉庫中物品、貨位和賬目進行在線管理，優化倉庫存儲效率；監控級對通訊、流程進行控制，并進行實時圖像顯示；控制級是由可編程序控制器PLC組成的控制系統，控制設備執行各種操作，使倉庫作業實現高度自動化。

圖2  立體倉庫系統組成結構

    從組成上它可以劃分為四個子系統：倉儲管理子系統、數據采集子系統、監控調度子系統、控制執行子系統。

    倉儲管理子系統主要包括入庫管理、庫存管理、出庫管理、質量控制、批次追蹤、查詢統計、系統管理等功能模塊，可與上級ERP網絡相連，成為它的一個子網，與ERP管理系統實現庫存管理的數據共享。

    數據采集子系統是整個倉儲管理過程中產品信息的第一直接來源，一般包括入庫信息采集、出庫發貨確認、庫存盤點三個部分。它通過RF射頻識別技術和條形碼技術高速采集大量數據，最大限度減少手工錄入，確保庫存量的準確性。

    監控調度子系統是實現倉儲作業自動化、智能化的核心系統，它負責管理調度倉儲物流信息系統的作業隊列，按運行時間最短、作業間的合理配合等原則對作業的先后順序進行優化組合排隊，并把作業隊列解析為自動化倉儲設備的指令隊列，根據設備的運行狀況指揮協調設備的運行；同時以動態仿真人機交互界面監控自動化倉儲設備的運行狀況。

    控制執行子系統以PLC為中心，接收來自上位機的任務信息，采集各物流設備傳感系統的信息，通過PLC的控制軟件，控制PLC的輸出，達到控制物流設備各機構的運動，實現物流作業的正確執行；并向上位機發送堆垛機等設備的實時狀態信息，以實現對物流設備的實時監控功能。

3  監控調度系統配置及功能實現

3.1  系統配置

    自動化立體倉庫監控調度軟件系統，主要完成以下幾項工作：與上位企業網管理系統進行通信，共享倉庫基本數據；與下位執行設備進行通信，控制設備的運行；對系統中的各種運作設備的狀態進行實時監視；根據倉庫中設備的具體布置情況及當前狀態對各個出入庫任務進行調度。故該立體倉庫網絡平臺包括兩大部分：基于快速以太網技術的信息管理局域網絡和基于現場總線Profibus技術的工業控制網絡，如圖3所示。

圖3  立體倉庫監控系統硬件配置圖

    在本方案中，管理子系統計算機網絡是由數據庫與網絡服務器、管理計算機、監控計算機和出入庫終端組成的一個星型局域網，立體倉庫的所有管理信息通過該網絡在系統各站點間傳遞。控制子系統采用西門子公司生產的帶Profibus-DP接口的CPU315-2 DP處理器作為主站，直接掛接主Profibus-DP總線，連接堆垛機PLC、觸摸屏、分布式I/O從站等設備；配以CP342-5通信模塊，連接由三個分配小車組成的子Profibus-DP總線網；配以CP343-1通訊模塊，將各個子系統的PLC通過工業以太網連接到上位管理、監控計算機系統。在監控計算機的插槽中插入以太網卡，配以S7-OPC Server接口軟件包，就可以對各個控制子系統進行數據采集和編制監控畫面等。

3.2  通信接口實現

    自動化立體倉庫中，管理機與監控機、監控機與現場設備之間，任務指令的下達以及狀態信息的反饋，都需要通信。上下位系統通訊接口如圖4所示。上位監控調度程序作為OPC接口中的客戶端，通過訪問OPC服務端程序，實現對硬件設備的操控。

圖4  上下位系統以OPC方式通訊

    OPC（OLE for Process Control）是微軟公司的對象鏈接和嵌入技術在過程控制方面的應用，它提供了一種使系統以標準的方式從數據源獲取數據，并傳送給各客戶應用程序的機制。OPC數據存取服務器主要由服務器對象、組對象和項對象組成，OPC服務器對象維護有關服務器的信息并作為OPC組對象的包容器，可動態地創建或釋放組對象；而OPC組對象除了維護有關其自身的信息，還提供了包容OPC項的機制，邏輯上管理OPC項；OPC項則表示了與數據源的連接。OPC服務器總是按照一定的刷新頻率通過相應驅動程序訪問各個硬件設備，將現場數據送入數據存儲區，成為內存數據。上位系統作為OPC Client，只要讀取到OPC項就可以讀取到設備信息；如果OPC Client對OPC項進行修改，收到OPC項的變化，就向控制系統發送相應命令對設備進行操作。OPC客戶和OPC服務器以同步或異步方式進行數據交互，解決了上下位系統的協調動作問題，使管理命令能正確地轉換成控制指令，并且把倉庫的入出庫操作的完成情況及時地反饋到管理系統中，實現了系統閉環。

3.3  監控調度軟件設計

圖5  任務調度主程序流程圖

    來自管理系統的入出庫等作業，必須經過任務調度程序解析成為各倉儲設備能夠執行的指令隊列，再根據設備的運行狀況以及任務優先級原則指揮協調各設備的執行。任務調度主程序流程圖如圖5所示。由于該倉庫為生產線服務，故入庫任務優先執行，根據生成任務的先后順序，每條入/出庫作業具有唯一任務號，通過任務號進行分配小車與堆垛機間的任務傳遞，當同一任務號的各設備都完成任務時，整條入/出庫作業才算完成。各設備的指令有4種執行狀態：未執行表示還不具備可以執行的條件；待執行表示設備空閑后可以立即執行的指令；正執行表示正在執行的指令；已完成表示指令執行完畢。幾種狀態順序轉換控制設備完成任務。

    系統使用全程監控，實時調度的方式，實現了物流系統中的管理層與控制層的無縫連接。管理層從任務的開始不再給控制層下達固定的任務，而是根據任務的執行情況以及控制層實時上報的設備狀態，來適時修改任務目的地址，這樣使得管理層可以在最大程度上避免任務的錯誤出現，從而極大地提高了系統的可靠性和高效性。并且由于建立了標準的信息服務器，使得通訊速率大大提高，解決了實時控制的通訊量太大的問題。

4  結語

    監控調度系統是自動化立體倉庫的信息樞紐，在整個自動化管理控制系統中起著承上啟下的橋梁作用。本文對某立體倉庫監控調度系統的硬件配置與軟件設計進行分析研究，并給出了一種利用OPC技術將控制系統與企業信息系統進行融合的方法，在實際應用中取得了良好的效果。