传统的单层平面仓库在使用时严重浪费了土地资源, 而自动化立体仓库通过采用多平面的空间能够很好的解决这个问题, 并且立体仓库还可以通过计算机与PLC配合使用使仓库实现立体化。自动化立体仓库有占用空间少、存储货物多、及投入资金少、自动化程度高等优点将会成为未来物流存储的主流[1]。本文主要通过对PLC的自动化立体仓库系统设计要点分析研究, 希望对未来自动化立体仓库的发展贡献一份力量。

立体仓库主要由高层货架、拖盘、巷道堆垛机、输送机系统、AGV自行小车及自动控制系统等组成, 其各个部件的作用及组成如下:1) 高层货架:用于存储货物的钢结构。目前主要有焊接式货架和钢筋混凝土式货架两种结构的货架。2) 托盘 (货箱) :货箱与托盘的作用是用来盛放小件物料, 而且货箱与托盘还能够方便运输车和堆跺机的插取和存放。3) 巷道堆垛机:主要作用是用来自动存取货物。4) 输送机系统:主要作用是将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。5) AGV自行小车:能够根据系统给定的行驶路线进行行驶, AGV自行小车具有安全保护以及各种移载功能的运输车。6) 自动控制系统:驱动自动化立体库系统各设备的自动控制系统。

自动化系统模块主要由仓位模块、驱动模块、人机接口界面、机械控制元件、控制装置和电机制动装置所组成, 其各个部件的作用及组成如下:1) 仓位模块:反馈仓库的仓位的信息, 即反馈当前选择的仓位是满位还是空位。2) 驱动模块:驱动电机制动装置;3) 人机接口界面:操作人员通过人机接口界面来对立体仓库进行输入命令;4) 机械控制元件:控制将货物运送到操作人员指定的仓位, 或是根据实际需求将仓位中的货物取出来。5) 自动化控制装置:根据仓位模块的反馈信息来对人机接口界面的命令做出执行还是不执行的判断。6) 电机制动装置:通过电机制动装置的运作从而带动相应的机械部件进行运转。

立体仓库系统的自动化操作流程如图一所示。

图一立体仓库系统的自动化操作流程   下载原图

首先操作人员通过人机接口界面对立体仓库输入将货物送到某一仓位的命令;其次控制装置根据仓位模块的反馈信息作出执行还是不执行的判断 (本过程选择执行的判断) ;第三控制装置调用执行该命令的相应程序并执行控制和它相连的驱动模块;最后驱动模块通过驱动电机制动装置带动相应的机械部件把货物运送到合适的仓位或是从合适的仓位中取出货物, 通过此类操作来实现操作人员取送货物的目的[2]。

PLC的自动化立体仓库系统主要功能是[3]:1) 能够通过对运行状态的控制来实现低速-变速-低速之间的转变。2) 将操作人员放入起始位置的货物送到任意选定的位置;3) 根据系统的设定自动将某一位置的货物送到另一位置;4) 可以对仓库中仓位的状态 (空位/满位) 进行扫描检测;5) 将操作人员指定位置的货物取出;

由于立体仓库为了满足工作的功能需求, 所以设计时结构也相对比较复杂, 所以在PLC的自动化立体仓库系统设计中有以下几个问题需要重点考虑:1) 当机械部件到达指定的仓位后如何对货物出入库进行操作;2) 在PLC控制系统中系统如何对接受到操作命令做出动作并响应;3) 在立体仓库中进行取货或送货时如何做到精确而快速定位;4) 对于机械部件在进行取货或送货的过程中如何实施保护措施。

针对上述PLC的自动化立体仓库系统设计时的要点做出了如下控制解决办法。1) 机械部件到达指定仓位后通过平台上的伸叉来控制机械部件的前后和上下移动以此来实现货物的出入库作业;2) 在每个仓位上安装限位开关来判断PLC控制器是否操作命令做出响应。3) 在货物的传送过程中采用坐标定位法可以实现对机械部件进行精准的定位。4) 在进行取货或送货的过程中可以分别在机械部件的X轴、Y轴、Z轴三个方向上做极限位保护并且对机械部件的X轴、Y轴、Z轴做硬件联锁来对取货或送货的过程中实施保护。

随着城市土地资源越来越紧张, 普通的地面仓库已经日益趋于饱和, 在这种情形下, 大力发展立体仓库已经成为了必然的发展趋势。由于中国的立体仓库较国外发展较晚存在很大的差距, 尤其在立体仓库智能化管理方面还存在很大的缺陷, 加强对立体仓库的研究与探索, 为中国发展立体仓库产业提供力量。自动化立体仓库有库存准确率高、仓库利用率高、管理效率高、人力投入少等优点可以大大减少劳动力, 从而提高生产效率和控制质量, 随着科技的进步更加经济实用的立体仓库必将兴起。

近几年来随着城市经济的迅速发展, 使生产出的很多产品没有地方存放, “产品存储混乱”成为很多制造型企业急待解决的问题。由于厂区的地十分紧张的情况下, 利用传统平面仓库存储货物已经不能被企业所接受, 因此建立新型的、占地少的立体仓库已成为当今企业的迫切需求。而基于PLC的自动化立体仓库使用过程十分简单, 而且运行十分可靠能够有效的减少不必要的维护费用, 能够真正意义上实现控制过程的智能化。