托盤四向穿梭式立體庫管控係統的分析與研究

托盤四向穿梭式自動化密集倉(cang) 儲(chu) 係統基於(yu) 庫房內(nei) 局域網架設，相關(guan) 設備通過有線和無線網絡實現互聯互通。係統采用PLC組網對底層設備進行控製，總控PLC、垂直提升機PLC、鏈式輸送機PLC之間采用有線工業(ye) 以太網進行連接，與(yu) 托盤四向穿梭車之間采用無線工業(ye) 以太網連接，實現高速無縫信息交換。

托盤四向穿梭式立體(ti) 庫管理控製信息係統由倉(cang) 儲(chu) 管理信息子係統和設備監控信息子係統組成。

倉(cang) 儲(chu) 管理信息子係統實現倉(cang) 庫內(nei) 存儲(chu) 物品的動態管理，保證庫存實物與(yu) 賬目始終保持一致，隨著出入庫作業(ye) 的進行，庫存賬目實時更新。同時，倉(cang) 儲(chu) 管理信息子係統為(wei) 設備監控信息子係統生成出入庫作業(ye) 指令。

設備監控信息子係統用於(yu) 保證各設備的協同運行，實現係統的優(you) 化調度，達到較高的出入庫作業(ye) 效率，並采集和監控設備狀態和運行狀況，實時進行過程控製管理。設備監控信息子係統向托盤四向穿梭車、垂直提升機、出入庫輸送機等執行設備傳(chuan) 遞任務信息，同時為(wei) 各托盤四向穿梭車規劃最佳行駛路線。

其管理及控製係統大致可以分為(wei) 兩(liang) 大類：三級管理控製結構和二級控製管理結構。三級管理控製結構是指由管理層、監控層和執行層組成的三級控製係統；二級控製管理結構將監控層與(yu) 執行層功能融合在一起，簡化了計算機係統結構，但是加重了嵌入式控製係統或PLC執行層的負擔，選擇什麽(me) 樣的管理及控製係統是需要結合具體(ti) 的實際進行分析決(jue) 策的；托盤四向穿梭式立體(ti) 庫是一個(ge) 相對複雜的自動化控製係統，各係統、各設備之間存在大量的信息交換與(yu) 通訊，其中WCS的主要功能是對出入托盤四向穿梭式立體(ti) 庫、輸送線的物流單元及各主從(cong) 設備進行動態管理與(yu) 調度，具有係統維護、貨物管理、數據維護、數據查詢、設備運行狀態顯示、設備遠程控製、自動事務處理以及與(yu) 其它信息管理係統的接口等功能，以及時、準確完成貨物的出入庫，由於(yu) 托盤四向穿梭式立體(ti) 貨架的特點，存在高密度存儲(chu) 單元，形成無線通訊網路的信號影響，也存在有貨荷載與(yu) 無貨荷載下結構的變形與(yu) 絕對位置的偏移；既要保證通訊控製信號的有效性，又要保證定位的高速準確性，對於(yu) 信息交換與(yu) 通訊的要求相當高，其中貨格相對定位是比較容易實現的一種可靠方式；同時對物流信息實現與(yu) 物流的同步管理，WCS需要根據客戶的物流工藝合理選擇物流搬運設備及主流托盤四向穿梭式立體(ti) 庫配置模式；托盤四向穿梭式立體(ti) 庫軟控係統則要實現客戶訂單管理、設備及物流單元位置管理、設備及物流單元的路徑規劃與(yu) 管理、係統管理等功能，並實現各係統與(yu) 設備間的信息收集、輸送及交換。

托盤四向穿梭式立體(ti) 庫管控係統可以非常容易地與(yu) 外部ERP或者WMS係統整合對接，交互式的操作界麵，允許操作者對托盤四向穿梭式立體(ti) 庫中的托盤四向穿梭車、托盤提升機、輸送線及庫存物品進行實時監測、操作與(yu) 管控，可以對一些突發事件、故障及安全問題或者未完成的工作作出快速反應或互鎖聯動，托盤四向穿梭式立體(ti) 庫軟控係統的模塊化設計和可擴展性，使用戶可以根據業(ye) 務發展情況隨時改變物流參數，對WCS係統進行再配置和適應性調整，控製貨物單元在倉(cang) 庫中的儲(chu) 存、運動，完成進出、排序、揀選等功能，以實現快速進貨、快速出貨、按指令轉移、按指令排序、直接分撥、不同溫度區域分類與(yu) 智能儲(chu) 存、按指令緩存等功能。

可視化三維監控與(yu) 展示：

圖9  可視化三維監控圖

配備三維實時動態監控的設備，展示三維仿真效果，有良好的顯示效果。通過三維仿真的實施，實現以下工作目標：

（1)可以顯示實時庫存信息，包括所有貨位的狀態信息，有無貨物、貨物類別、貨物狀態等。

（2)可以顯示搬運設備實時運作狀態，數據必須真實可靠；

（3)可以分別顯示貨架每一層的情況，或顯示全局情況，采用透視圖的呈現方式；

（4)三維仿真係統具有可擴展性，未來自動化立體(ti) 庫設備增加時，可在原仿真係統中增加新設備的動態仿真、故障報警與(yu) 處理策略、作業(ye) 可追溯與(yu) 記錄等功能。

本文作者：張衛國