自动立体仓库Word格式.docx

自动立体仓库Word格式.docx

《自动立体仓库Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动立体仓库Word格式.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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：

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；

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] 

。

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。

具有顺序、周期性的工作特征。

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

2.1PLC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（PersonalComputer）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