傳統的單層平面倉庫在使用時嚴重浪費了土地資源, 而自動化立體倉庫通過采用多平面的空間能夠很好的解決這個問題, 并且立體倉庫還可以通過計算機與PLC配合使用使倉庫實現立體化。自動化立體倉庫有占用空間少、存儲貨物多、及投入資金少、自動化程度高等優點將會成為未來物流存儲的主流[1]。本文主要通過對PLC的自動化立體倉庫系統設計要點分析研究, 希望對未來自動化立體倉庫的發展貢獻一份力量。

立體倉庫主要由高層貨架、拖盤、巷道堆垛機、輸送機系統、AGV自行小車及自動控制系統等組成, 其各個部件的作用及組成如下:1) 高層貨架:用于存儲貨物的鋼結構。目前主要有焊接式貨架和鋼筋混凝土式貨架兩種結構的貨架。2) 托盤 (貨箱) :貨箱與托盤的作用是用來盛放小件物料, 而且貨箱與托盤還能夠方便運輸車和堆跺機的插取和存放。3) 巷道堆垛機:主要作用是用來自動存取貨物。4) 輸送機系統:主要作用是將貨物運送到堆垛機或從堆垛機將貨物移走。5) AGV自行小車:能夠根據系統給定的行駛路線進行行駛, AGV自行小車具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。6) 自動控制系統:驅動自動化立體庫系統各設備的自動控制系統。

自動化系統模塊主要由倉位模塊、驅動模塊、人機接口界面、機械控制元件、控制裝置和電機制動裝置所組成, 其各個部件的作用及組成如下:1) 倉位模塊:反饋倉庫的倉位的信息, 即反饋當前選擇的倉位是滿位還是空位。2) 驅動模塊:驅動電機制動裝置;3) 人機接口界面:操作人員通過人機接口界面來對立體倉庫進行輸入命令;4) 機械控制元件:控制將貨物運送到操作人員指定的倉位, 或是根據實際需求將倉位中的貨物取出來。5) 自動化控制裝置:根據倉位模塊的反饋信息來對人機接口界面的命令做出執行還是不執行的判斷。6) 電機制動裝置:通過電機制動裝置的運作從而帶動相應的機械部件進行運轉。

立體倉庫系統的自動化操作流程如圖一所示。

圖一立體倉庫系統的自動化操作流程   下載原圖

首先操作人員通過人機接口界面對立體倉庫輸入將貨物送到某一倉位的命令;其次控制裝置根據倉位模塊的反饋信息作出執行還是不執行的判斷 (本過程選擇執行的判斷) ;第三控制裝置調用執行該命令的相應程序并執行控制和它相連的驅動模塊;最后驅動模塊通過驅動電機制動裝置帶動相應的機械部件把貨物運送到合適的倉位或是從合適的倉位中取出貨物, 通過此類操作來實現操作人員取送貨物的目的[2]。

PLC的自動化立體倉庫系統主要功能是[3]:1) 能夠通過對運行狀態的控制來實現低速-變速-低速之間的轉變。2) 將操作人員放入起始位置的貨物送到任意選定的位置;3) 根據系統的設定自動將某一位置的貨物送到另一位置;4) 可以對倉庫中倉位的狀態 (空位/滿位) 進行掃描檢測;5) 將操作人員指定位置的貨物取出;

由于立體倉庫為了滿足工作的功能需求, 所以設計時結構也相對比較復雜, 所以在PLC的自動化立體倉庫系統設計中有以下幾個問題需要重點考慮:1) 當機械部件到達指定的倉位后如何對貨物出入庫進行操作;2) 在PLC控制系統中系統如何對接受到操作命令做出動作并響應;3) 在立體倉庫中進行取貨或送貨時如何做到精確而快速定位;4) 對于機械部件在進行取貨或送貨的過程中如何實施保護措施。

針對上述PLC的自動化立體倉庫系統設計時的要點做出了如下控制解決辦法。1) 機械部件到達指定倉位后通過平臺上的伸叉來控制機械部件的前后和上下移動以此來實現貨物的出入庫作業;2) 在每個倉位上安裝限位開關來判斷PLC控制器是否操作命令做出響應。3) 在貨物的傳送過程中采用坐標定位法可以實現對機械部件進行精準的定位。4) 在進行取貨或送貨的過程中可以分別在機械部件的X軸、Y軸、Z軸三個方向上做極限位保護并且對機械部件的X軸、Y軸、Z軸做硬件聯鎖來對取貨或送貨的過程中實施保護。

隨著城市土地資源越來越緊張, 普通的地面倉庫已經日益趨于飽和, 在這種情形下, 大力發展立體倉庫已經成為了必然的發展趨勢。由于中國的立體倉庫較國外發展較晚存在很大的差距, 尤其在立體倉庫智能化管理方面還存在很大的缺陷, 加強對立體倉庫的研究與探索, 為中國發展立體倉庫產業提供力量。自動化立體倉庫有庫存準確率高、倉庫利用率高、管理效率高、人力投入少等優點可以大大減少勞動力, 從而提高生產效率和控制質量, 隨著科技的進步更加經濟實用的立體倉庫必將興起。

近幾年來隨著城市經濟的迅速發展, 使生產出的很多產品沒有地方存放, “產品存儲混亂”成為很多制造型企業急待解決的問題。由于廠區的地十分緊張的情況下, 利用傳統平面倉庫存儲貨物已經不能被企業所接受, 因此建立新型的、占地少的立體倉庫已成為當今企業的迫切需求。而基于PLC的自動化立體倉庫使用過程十分簡單, 而且運行十分可靠能夠有效的減少不必要的維護費用, 能夠真正意義上實現控制過程的智能化。