以自动化立体仓库为代表的现代物流系统, 近几年来凭借其空间利用率高、存取自动化程度高、管理科学化的优势迅速抢占市场。自动化立体仓库是由立体货架、堆垛机、输送系统、数据采集系统、分拣系统、电气控制系统及立体仓库管理系统等相互配合的复杂系统[1]。立体仓库管理系统简称库管系统 (WMS) , 是为自动化立体仓库配置的信息管理软件。库管系统负责所有作业指令的生成与发出, 实时显示堆垛机、输送系统、当前作业的状态, 同时负责与ERP系统、PLC的数据交换;并对所有作业信息及发生的故障予以记录。采用基于VC的立体仓库管理系统, 在提高自动化立体仓库的作业效率、方便科学管理、合理配置库房资源方面有重要价值。文章首先详细介绍了基于VC的立体仓库管理系统开发与实际应用, 分析了自动化立体仓库的功能方案设计, 接着简单介绍了自动化立体仓库的功能需求如何用VC程序实现, 最后简述了进行基于VC的立体仓库管理系统的现场测试情况。其重点是结合工作实际, 实现了与ERP系统的无缝对接, 采用OPC技术和下位机PLC进行数据交换[2], 使用Mysql数据库存储仓库信息, 可实现自动化立体仓库的自动入库、自动出库、盘点、查询及库存预警等功能。

基于VC的立体仓库管理系统软件架构, 主要包括七个部分:预警信息、基本信息、出库管理、入库管理、盘点管理、系统管理、查询功能。

主要软件架构说明如下:

预警信息:库存不足、库龄超长、其他;

入库管理:单件入库、批量入库、入库原则设定、条码管理、ERP对接;

出库管理:单件出库、批量出库、ERP对接、任务分割;

盘点管理:循环盘点、全仓盘点;

系统信息管理:用户信息、增加用户、修改密码、权限设定;

查询功能:入库单查询、出库单查询、货位查询、入库时间查询、故障记录查询、物料代码查询、货位查询、调试查询、盘点异常查询。结合工作实际, 自动化立体仓库需要从公司ERP系统读取作业任务。根据作业类型可分为物料存放和领用两大类, 库管系统将其处理为物料入库和物料出库两项主要功能。

物料入库:在物料检验合格的基础上, 根据物料数量和工作需要可采用单件入库或者批量入库, 生成入库指令, 待入库动作完成后, 修改数据库信息, 向ERP系统反馈完成信号。此功能编制为该软件的难点, 因为待入库物料有可能存在以下几种情况:1) 库中已存在相同物料, 装载托盘已满;2) 库中已存在相同物料, 装载托盘未满, 且剩余容量可以容纳待入物料数量;3) 库中已存在相同物料, 装载托盘未满, 且剩余容量不能容纳待入物料数量;4) 库中无相同物料。在批量入库的情况下, 针对以上四种情况需要同时区分对待。

物料出库:须先根据领用数量进行任务分割, 当领用数量小于库存数量时, 可自动生成出库指令, 待出库动作完成后, 修改数据库信息, 向ERP系统反馈完成信号;当领用数量大于库存数量时, 系统将反馈信息给ERP提示库存不足, 并在库存预警模块中生成预警信息, 以供查看并补货。本系统具有两种盘点功能, 循环盘点和全仓盘点。循环盘点:随机生成一定的指令进行盘点, 可用于抽检。全仓盘点:逐一对全仓货位进行盘点, 实现地毯式盘点, 准确率高, 但是作业工程量大、耗时长。另外本系统可支持以下几种查询模式:入库单、出库单、故障记录、物料代码、货位等。

为了验证本系统的可行性、可靠性及功能实用性, 特做了以下实际测试。

(1) 测试环境搭建。仓库配套设备:单巷道单堆垛机。运行环境:工控机 (Windows操作系统) 安装SIMATIC NET。

(2) 测试过程。将工控机和可编程逻辑控制器组成一个现场局域网, PLC的IP设为192.168.0.1, 工控机的IP设为192.168.0.2, 配置OPC组态 (如下图所示) 。

OPC组态配置图

采用SCOUT软件 (SIMATIC NET自带) 监测是否能读取PLC中DB块数据。SCOUT软件监测成功后, 打开库管系统软件, 点击红色按钮连接PLC, 如果连接成功, 则绿色按钮点亮, 红色熄灭, 否则证明连接失败。进入指令汇总界面下发作业指令, 堆垛机、输送机的状态将会显示在右侧区域, 如果运行过程中的故障发生, 故障信息将显示在窗口右下方, 并且系统会自动记录故障信息。经测试:本系统批量入库、单件入库、批量出库、单件出库、循环盘点、全仓盘点、库存预警、查询功能、ERP对接、数据通讯、二维码生成并打印、补货等功能均测试成功, 堆垛机运行良好, 水平行走速度可达90~240m/min, 反应灵敏, 状态显示及时准确, 数据记录准确率高达100%。

本文分析了库管系统应具有的入库、出库、盘点、预警、查询等主要功能, 列出了部分VC程序开发代码和算法, 并且通过现场测试验证了此类开发的可行性, 为同类软件的开发和基于VC的PC机和PLC通讯提供了一种方法。因此基于VC的立体仓库管理系统开发与应用的研究讨论, 具有非常重大的意义。