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基于PLC的自动化仓库系统研究【实用文档】doc文档可直接使用可编辑，欢迎下载本科毕业论文（设计）题 目基于PC的自动化仓库系统研究指导教师职称 助教学生姓名学号专 业 自动化 班级 一班院 （系) 电子信息工程学院完成时间 201年3月日目 录 摘 要英文摘要第1章 绪论11本课题设计的背景第二章 设计的综合分析52设计控制方案的确定52.2本课题设计的主要内容623本课题设计的意义6第三章 系统具体要求和主要硬件介绍7.1系统控制要求的分析73.主要硬件简介03.2.P 工作原理103。2。2功能特点123.3PC机型的选择43。3系统其他主要硬件1第四章 系统硬件设计.1控制系统结构设计184.1.1可编程控制器的基本结构1941。2控制功能的选择194。2步进电机的选择194.21步进电机的介绍94。2.2步进电机的结构204.3微动开关的选择204。4 电气原理图的设计2第五章 软件设计的介绍225编程语言的介绍225。编程软件225。3梯形图程序的下载2454主程序梯形图见附录24致 谢25参考文献26附录A7基于PLC的自动化仓库系统研究摘要 随着科技的进步,世界各国的经济发展的步伐加快,货物的储存与提取的问题日益突出。传统的仓库占地面积大,而且仓库工作人员劳动强度大，费时费力，货物的存储与提取的难度大。此时自动化立体仓库应运而生,自动化立体仓库节约了大量的空间,充分利用了立体空间。机械化的立体仓库提高了效率，节约了人力成本.自动化立体仓库的出现为世界工业化进程做出了巨大的贡献.现如今大多数的自动化立体仓库都是用PLC进行控制的,很好地实现了弱电控制强电，进而实现货物的存取的机械化。本课题的主要电气控制是西门子s7-2，步进电机，直流电动机等组成.本文先对该课题简单介绍，再分析国内外的研究背景及意义，然后对自动化立体仓库具体细节进行介绍，最后对阐述工作原理，编写程序并调试,最后写总结。关键词 自动化仓库/西门子S7-00/PCResech fatomat wrhouse system basedonLCBSTACTWth tedvelopment f siencean tenlogy in th eelopen o the word econom to see pthpae of goodsstorage a rtreval ha bome incresg pronent in thetradti o the erd aref lare wuse， warehouse staf labor itenity, lbond i， storagegd nd hei exractn it s dffcult apid ecoomi nd rde developn grely liits of auomatic steroscopc warehouse h aotd waehoue a time, and save fsaceto iprovetheefcieno autoate waeous o ake fll of tredimensionalsace, thePLCconrol. Currn prtionof the autmatd arehosend save lbor cost， inrder o achisrongandweak control， thereaizaion of t auomatd waehsecces mchie of r naional economy, laniortt rolen heeonomicvelpmen of Chinis a ajor cntribion is project min eectrica Siees 7-200 contrl， tepping mr Te DC tr i in thebackgound an siifcae o thetud f this atcle irst toucet toi,exlains e peratiopiciple， progamng and deugin， plase rite a smmaryEY WORS Auomed wrehoue ，Sies ，S7-，PC第1章 绪论本课题设计的背景自动化立体仓库，是一个新概念物流和仓储的新兴.货架是钢或钢筋混凝土结构的建筑物或构筑物,货架是一个标准大小的存储空间，巷道堆垛起重机通过之间的巷道，书架上全部的存取，挑选工作。 自动化立体仓库的出现是二战之后。随着世界工业进程的步伐的加快，旧时代的大仓库不能满足快速发展的物流需要,甚至阻碍了近代物流的发展。于是人们开始对新型仓库研究的探索。最早出现的自动化仓库是半自动的，是由工人师傅操作堆垛机进行货物的存取。之后才出现全自动化的立体仓库。1963美国开创了计算机技术完成对立体仓库的控制使用。德国马上引进该技术并发展起来,日本也紧跟其后。自那时以来，仓库已在美国、欧洲得到了迅速的发展，并形成了专门的学科。我国对自动化立体化仓库的钻研亦然紧跟其他国家。并且在之后的年代里，我国对自动化仓库的研究也取得了巨大的成就.例如我国沿海地区已有几百座自动化立体仓库了. 自动化立体仓库的应用领域很广。主要行业有：医药，汽车制造，机械制造，电子制造,烟草制造业.193广州羊城制药厂建立了第一个国内药品生产系统此后，全国各大医药公司纷纷加入自动化立体仓库应用的行列。物流领域有：烟草配送,医药配送，机场货运，地铁。商品制造领域有：服装，酒,牛奶,化工,印刷出版图书等。如图1，就是大型的自动化立体仓库的具体例子。 图11 自动化立体仓库第二章 设计的综合分析21设计控制方案的确定方案一： 以单片机为控制中心的控制单元.也就是基于单片机控制的自动化立体仓库。 它的优点就是单片机的价格很便宜,成本会降低很多。但是缺点也有很多,最主要的就是程序比较复杂,需要专业人员的编写。还有就是单片机的输入输出点不是很多,而且驱动能力也很有限的，需要另外添加驱动装置。另外单片机的输入输出点很少，不能应用于复杂的控制系统中，而且扩展后的单片机程序相当复杂。方案二： 基于PL的控制中心的控制系统.它与单片机控制单元的比较就显现出很大的优势,最重要的一点就是PL的编程很简单,不需要专业的工作人员编写。梯形图程序很容易上手，不需要很深的编程基础.众所周知，单片机的编程可以使用汇编和语言，都不容易被人们所掌握.在控制能力上也有很大的优势,PLC输出的信号直接可以驱动一些单元，不比附加驱动装置的。同样的控制系统，选用LC具有很高的性价比。P内部输入和输出之间才用了有效的电隔离，采用的光耦合的抗干扰措施，所以说可编程控制器抗干扰的能力非常高；另外对于不同的控制系统，有相应的模块可以选择，具有很强适用性,所以应用很广泛的.使用也方便而且比较灵活：对于不同的控制系统,可以做出不同的调整。系统结构的硬件虽然选定以后,但是如果需要对输入输出作出小小的变更的时候,只需要相应的修正程序就可以了。无需对系统的连接进行大幅度减少或改正.而且生产现场的工作调试,也灵活使用方便。大大地节约了维修调整所花的时间,创造了巨大的价值。 综合两个方案的比较以及成本的高低,还有性价比的高低，最后根据学校实验室的条件，选择了基于PLC控制的自动化立体仓库。2本课题设计的主要内容S720型PC性价比还是挺高的，而且开发的周期比较短，综合考虑所以就选择了S7-200型PL作为控制中心,进行输入输出端口信号的采集,然后进行采集后数据的逻辑运算，最终通过输出端口输出来完成对步进电机运动控制的实现。本设计还能要能够实现手动和自动两种不同的工作模式，通过按键可以对设备进行操作。PLC输出的动作都是有对应的ED表示,分别代表前进、后退、上升、下降、取货、送货，还可以显示仓库号等等。当小车上有货物的时候，被要求执行取货，或者当仓库里有货物的时候让小车执行送货的指令的时候,对应的表示错误的LED就会亮起.2.本课题设计的意义 本课题的研究再现了基于PL的自动化立体仓库存取货物的全过程.通过对本课题的研究加深对自动化立体仓库操作的理念.本课题所设计的自动化立体仓库采用了先进的企业管理。先进企业管理的使用优化了物流系统。做到每种货物在仓库已存放的时间，能够做到降低库存货物腐败的量。减少了不必要的经济损失。减小了货物的存取时间.降低了工人劳动强度.节省了人力成本。提高了生产效率。降低了库存资金积累。利用自动化立体栈房还可以带来很大的社会经济效果。在现代社会各个角落，尤其是发达地区，更是寸土寸金。新型自动化立体仓库它运用了高层货架的存放。使存储区间大大地向上发展，极大地提高了空间的利用率；自动化立体仓库利用层积式的寄存,连接计算机系统，很容易完成先入先出,以防货物的自然老化、败坏;采用自动化技术后，还可以很好地满足光线差、低温度、高污染、有剧毒和易燃易爆等一些特殊场合的物品存储的要求;由于计算机控制已能准确存储各种信息的计算，大大减少了信息处理过程中的错误；并借助计算机的存储容量可以有效地发挥最大的作用,便于检查和合理降低库存，减短资金的运行周期,增加流动性，并提高仓库管理水平。由于自动化立体仓库的使用，形成了比较科学的企业管理，很大程度地减少大量的浪费,很好地保证生产的均衡。第三章 系统具体要求和主要硬件介绍3。1系统控制要求的分析 本系统的传动结构主要运用丝杠滚珠和滑杠。而电机则选取直流电机和步进电机。最关键的部分就是堆垛机,它可以是水平运动,垂直运动和叉取. 其水平运动和垂直运动用两台步进电机带动滚珠丝杠实现，伸叉实现则是由一台直流电机控制的.它分为上层和下层,上层是货台,可以向前向后伸缩，下层有丝杠等传动的机构。当0位置时,平台移动到指定的货架堆垛机货叉机构，电机驱动平台可以放进或取出的货物时,取货物时，或采取了货叉向后退缩。自动化立体仓库是一种集电气和机械,电子和电气控制相结合的新产品。它主要包括货物的存储,访问,传输，控制和管理系统。货物搁架由货物仓储，货物的访问,访问的功能的产品的储存和传送系统假定存储,货物存取和传送系统包括一个小车或轨堆垛机，存储输送，装卸机械。为了保证小车不会超出运动轨迹的界限,还要在每个方向设置限位的开关。（1)仓库的设计必须满足以下功能： 1.垛机能够向上、向下、向左、向右； 2。堆垛机的运动由步进电机驱动； 3。堆垛机向前、向后和向上、向下移动时必须有限位的保护； 4。每个位置都必须有一个检测装置（开关）检测信号; 5。根据位置数，而不是按或从顶部，可以按下取消按钮,取消此操作。.为了防止事故的发生,整个电气系统必须有紧急停止按钮, 图1立体仓库模型图 图1立体仓库模型框图b因此本设计的具体的控制功能应如下: 1.仓库的坐标最初位置要从零开始的。通电状态下，在自动位置选择开关，此时各机构都复位. 2。如果在指定的位置有货物时，然后交付的指令将不会执行。交货完成后，返回到原来的位置。 3。当取货时候，把要取货物的位置选择，然后按下运行控制面板上的按钮，数码管显示，堆垛机就可以自动选取商品。如果小车上有货物的，然后以命令将不会执行,错误显示。 4.当需要提取货物时，只需在操作台上按下对应仓库号，小车就会通过电动机的牵引到达指定的位置,伸出叉车将货物抬起再收回，这样就完成了相应的取货动作。如果小车上此时有货物时，指令将不会被执行，错误指示的ED就会亮起。提取货物的指令后,自动返回到最初的机构平台位置。实验室实物连接示意图图3-2。图32 硬件连接示意图3.2主要硬件简介3。2.1PL 工作原理可编程逻辑控制器实物如图所示图33 西门子s7-200LC的内部结构如下图4所示图 PC的内部结构可编程逻辑控制器运行以后，工作的过程一般分为六个阶段,如图 5图35 PL扫描周期一般的过程有，共同处理过程,通信服务过程,服务的过程，外部输入信号刷新过程,程序执行和输出刷新六个阶段。一个扫描周期包括这六个阶段。整个操作过程中，可编程逻辑控制器一定的重复上述六个阶段,CPU不停地扫描着。（1）共同处理过程在启动处理过程通过以后，要进行共同处理过程.共同处理的主要任务是检查复位看门狗定时器，I O总线是否正常，检查扫描周期太长和检查程序，是否有异常，如有异常,根据错误情况的警告,输出或者停止LC的运行。该过程所占的时间为1（2)通信服务过程当PLC与计算机通信网络组成的分散体系，需要在过程中有通信服务的。可以选择一个计算机和PC作为一个主机,其他的机器可以作为被控制的机器。通信方式可以选择主从通信和自由通信两种，具体的通信方式可以根据具体的情况而定。(）外设服务过程当需要时可以连接。比如像打印机一类的设备。（4）输入信号刷新服务过程 输入信号为更新过程，输入过程。输入过程将PLC的输入映像寄存器的输入端读取开关状态。当输入端口关闭时,程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。一个扫描周期分为输入采样,程序执行，输出刷新。一个信号输入的时间不合适将不会被读取，信号输入保持时间一般要约等于一个扫描周期。太短的话不会被读入。(5）程序执行过程 执行用户程序的过程，这个过程开始于输入映像的输入信息，并根据用户程序再进行操作,和控制信息的输出映像输出。执行指令的用户程序存储器的过程,从图像寄存器的输入映像寄存器和其他组件的阅读的开关状态,第零步程序从开始运行秩序,每次结果都写入对应的映像寄存器。(6）输出信号刷新过程 输出信号刷新过程为信号处理过程.在输出设备的外部输出触点PL行为具有响应时间，推迟行动.3.2.2功能特点(1）使用方便编程简单 简单和易于使用的梯形图逻辑图,语句表编程方法，没必要有计算机专业知识的需要。工作人员只需很短的时间就能掌握.因此，梯形图程序开发周期短，生产现场调试方便。而且还可以在线修改程序。最重要的是，如果需要改变控制方案时却无需拆卸硬件设备。（2)功能比较强性能价格高PL有很多用户可以调用的编程元素。用户可以根据生产要求选择相应的编程元素。这样就可以实现复杂的控制功能。硬件的配套设施齐全，适应性比较强.PC有丰富的扩展模块，比如模拟量的输入输出模块，满足了模拟量对数字量的转换。由于不同规模、不同功能的系统，用户可以灵活方便的调整系统配置.PL内部使用的是DC24v电源,输出具有较强的驱动能力,它直接可以驱动小型交流电机和普通电磁阀.（3）抗干扰能力强可靠性高 由于采取了滤波法和隔离法等抗干扰的措施,所以PC的抗干扰能力很强。能在不同的场合下正常工作,比如高粉尘,高污染，强磁场的的生产条件。（4)系统的设计安装和调试等工作量少PLC部件的高度集成化，安装起来很方便。只需连接对应的接线就可以了，无需麻烦的电路焊接。计算机和PLC的连接只需要一根电缆。当安装完毕后就可以开始进行梯形图的编写，编写之后就可以通过计算机下载到PLC存储器.PLC的程序用户还可以在实验中进行模拟调试.程序运行后用户可以选择调试状态,可以通过梯形图程序节点处状态变化来观察程序的运行情况。蓝色的状态代表正在运行,白色的状态代表停止状态。一直是停止状态的就很大可能是错误.用一个小的切换到模拟输入信号。通过PL所连接的D就可以观察输出信号状态的变化。完成了系统的安装和布线之后，在解决修改程序时,可以通过在调整的过程中发现问题，系统的调试时间比传统继电器系统也要少得多。（5）维修工作量小，维修方便PL是利用软件代替了继电器系统的开关。众所周知传统的开关的闭合不仅产生能耗，而且还会有电火花的出现，这都缩短了继电器系统的寿命。PC利用软件同样达到控制的目的而且不会产生这些问题.这都大大降低了控制系统的出问题出现的几率。而且传统的继电器系统由于接触不良的问题，很容易出现各种各样的故障。当PC控制系统出现问题时，用户可以根据PL两侧D亮灭的情况进行判断故障。而传统的继电器系统故障的检测很麻烦.3.2.3 PLC机型的选择PLC的构成分为模块型和整体机两个风格。它的特点是结构紧凑,体积比较小。由于它还具有强大的通信功能，在大型控制网络系统中也能充分发挥巨大的作用。可以通过主从通信和自由通信方式组建强大的控制网络。根据控制要求，确定输入设备和控制设备的清单,统计准确的被控设备需求量的点数,然后再根据实际统计的I 点再留出15% 作为预备,为以后的调整扩展。在确定IO点数,但也要注意其性能、参数和类型。(一）PC的类型 选择s-20,该机型性价比高几乎都能满足要求的。（二)输入输出模块的选择 同样由于输出都是由D表示的，也不必选择复杂的输出模块。由于都是数字量,所以不必AD和/A装换模块的。(三)电源的选择PLC主机所用的电源是24V的直流电源.而实际所用电机和堆垛机所用的电源就是220v的交流电。这样的结构具有很高的抗干扰能力。在这个仓库控制系统的PC和步进电机驱动器。考虑到所有的要求，综合考虑系统的C4V电源、电力消耗、系统工作的可靠性和系统的设计规律，我们选择了并联式开关电源(四)存储器的选择 设计阶段时用户可以多考虑一点，以便以后的调试时候可以增加输入输出。（五） 输入输出点的分配 由于输出点有限,本设计中没有显示2号仓库的对应点。如下表所示I/O分配I00启动I1.4后退限制I。1手动/自动I15向上限制0。取出00前进I.3送进Q0.1后退I0.4取消Q0。2向上I0.5急停Q03向下0。1号仓库键Q0.4送I。号仓库键Q05取I10检验号仓库键Q。6显示送I1。1检验号仓库键Q0。显示取I1.2检验2号仓库键Q10显示错误I.3前进限制1.显示号仓库3.3系统其他主要硬件本系统设计的主要部分（1)传感器 随着信息处理技术的快速发展，计算机技术和微处理器也取得了长足的进步，这都需要传感器在相应方面的发展取得进步。如今在测控系统中微处理器已经得到了广泛的应用。传感器的应用已成为机器人和自动化控制系统的一个重要组成部分。它单独作为一个结构体系，并形成了相应的学科，其重要性显得越来越大。在仓库中使用欧姆龙eesp02槽式货物检测,反射型连接器型传感器,它是欧姆龙公司的产品,可用于反在外光的干涉光音；调光型，光型比直流，由外部光的干扰不易受影响；调整方便,动作进入光的显示灯的确认；反射传感器的实时图和输出电路如图-6所示。图36反射式传感器的时间图和输出回路输出电平和低水平或接近水平高需要注意的检测距离不可太接近传感器,传感器不能移动是固定在仓库的货架里;这种传感器的电气数据如下：（2） 堆垛机它是由框架,水平移动机构，升降机构,叉车和电动控制系统.图7堆垛机结构()输送系统 合理输选择各种运送机的类型。传动装置都是有直流电机和步进电机牵引的。（）其它辅助的设备 一般包含：叉车、终端手持、平衡吊等等。第四章 系统硬件设计4。1控制系统结构设计控制系统结构图如下图图 41PLC控制系统结构图4。.1可编程控制器的基本结构（1）输入/输出模块在PL之中，CP主要是通过输入/输出端口与外界相连接的。（)微处理PU是PLC的核心部件.（3）电源部件中央处理器单元包括系统程序存储器、微处理器和用户程序存储器。电源单元装置将交流电转换为直流电源，提供了高质量的电源。41。2控制功能的选择根据自动控制需要的设计，主要介绍了下列功能的选择.（1）控制功能PLC主要是顺序逻辑控制。常常采用单电路和多回路的控制器解决模拟量的控制.（)编程功能 编程完成以后,程序员切将模式换到运行模式下,此时控制生产现场的设备，并且程序员不能再对LC编程。在线编程：主机P担当现场控制，工作人员可以在线进行编程或者修改程序。离线编程：编程工作人员使用计算机编程软件进行梯形图的编写，然后下载到PC存储器中。(3)诊断功能 根据PL的工作原理再结合输出状态的变化判断故障的出处.4。2步进电机的选择 。2。1步进电机的介绍 步进电机将对发动机输入的电脉冲信号转变转速的一角，它的运动方式就是一步。之所以这被称为步进电机因为它是如此的运动，故也被称为脉冲电流的脉冲电动机。步进电机的驱动信号不需要进行控制信号的转换。直接可以把数字脉冲信号转换成线位移或角位移。故它非常适合作为数字控制系统的伺服单元。另外在其能承受的负荷范围内，这些关系与电压高低、负载大小、环境等外部环境的各种干扰因素无关的。由于步进电机每走一周都有一个不变的步数。不需要机械制动装置的添加，就可以代表一个封闭的控制系统。现代科学技术的发展，都给步进电动机的应用开辟了广阔的远景。如数控机，拉丝机，自动记录仪表，远程控制装置和空气系统等,都使用了大量的步进电机.4.2.2步进电机的结构。其内部结构如下图42图4-步进电机内部绕组结构 有三套控制定子绕组，每组两个系列的集中控制绕组分别绕在两个磁极径向相对.这种方式结构简单制造容易,精度确保角能够做的最小，易于实现启动和运行频率高。.3微动开关的选择 这个仓库控制系统的3个仓库（二层再加一个0号的仓库的位置)，分别采用三只微动开关进行货物的检测,当相应的开关检测到货物时，错误时仓库不会被损坏.如图4-3 图4微动开关4。4 电气原理图的设计图44电气原理图的设计第五章 软件设计的介绍51编程语言的介绍 面向图形的语言有LAD和BD。通过连接每个联系人创建一个串联或并联结构的小伙子的控制方案,并在FBD是通过和，或块互连在一起。梯形图由于其更直观和易于接受的普通程序员的欢迎。所谓的公共母线就是梯形图的两侧垂直的总线。程序编写一般遵守这样的原则：（1） 为每个继电器线圈及其与相同数量的接触，在接触的次数没有限制为每个元素使用时。（2） 每个网格只能有一个输出点，不能同时几个输出点.2 编程软件V4。0SE McroWN S3编程软件是西门子公司研制开发的。它基于winow系统的操作平台的，和idow X系统具有很好的兼容性。用户可以使用该软件进行编译、调试、监控程序的运行情况。5.2。计算机主机与PC的硬件安装与拆卸,用RS-232电缆将的编程接口与计算机的RS22接口相连接，连接如下图所示 图5PL与计算机的连接5。2。2参数的设置 当PP多主站编程电缆与S7-200建立主从通信或者自由通信时，常用的参数设置如下如图52所示，双击指令树“项目”下的图标.就设置PL类型及CPU版本 图52 PLC设置将编程设备（如计算机）的通信地址设为0,PU的默认地址为2计算机的接口一般使用CM1传输的波特率一般选择9。6it/2.界面及各部分的功能双击 STP 7 MiroIN图标，就可以打开编程软件了其外观如下图5图53 TEP7 Micro WN编辑器窗口编辑器 该编辑器包括程序编辑器和局部变量表。在程序编辑器的底部有主程序 和子程序。最初安装版本是英文版的,可以选择中文语言进行汉化。53 梯形图程序的下载 V40 P 7 MicroIN S3编程软件，既可以编写梯形图程序又可以对P主机CPU的下载。 将编辑好的梯形图程序，用计算机下载到PLC存储器里。54主程序梯形图见附录A致 谢首先要感谢陈景召老师的帮助，陈老师知识的渊博和超强的动手能力给了我很大程度上的指导。正是由于老师的指导我才能这么顺利地完成毕业设计.感谢老师对我的悉心培养,培养了我独立工作的能力，也培养了我的动手能力。在去年接到选题通知之后，我就慎重地选择了该课题。在寒假的日子里，就开始搜集各种资料，开始对自动化立体仓库的理解。开学之后又去请教了老师自己不懂的地方,老师的耐心的指导与教诲让我更加深恶了对该课题的理解。然后我到图书馆查阅了PC相关的书籍，还有基于PLC控制的具体事例。又在网上找了很多,慢慢的基于PLC控制下的自动化立体仓库具体在自己的脑海中呈现出来了。紧接着就开始了论文的编写,期间向老师请教了论文的格式。不久论文的初稿就呈现出来了。在这将近半年的时间内,我学到了很多东西,我学会了怎样查找各种文献，翻译文献,以及wor的熟练应用。在大学即将结束的日子里，我把四年所学的东西都融会贯通了一遍,把学到的东西真正地用到了实处。为以后的工作和进一步的深造奠定了深厚的基础.毕业设计完成之后,我才意识到PL的应用对于世界工业发展起着多么巨大的作用.毕业设计是第一次理论和实践相结合的产物，它的成功完成给了我很大的鼓励。参考文献1 殷洪义。PC原理与实践北京: 清华大学出版社,008 ，56592黄智伟.全国大学生电子设计竞赛系统设计。北京：北京航天航空大学出版社,26， 10115邱关源.电路.北京：高等教育出版社，006,260254(美）查普曼|译者:满永奎 。电机原理及驱动-电机学基础。北京：清华大学，08，991 何立民。红外技术应用:光电光子器件及传感器。北京:化学工业出版社，200，366段九洲放大电路实用设计手册辽宁:辽宁科学技术出版社,202，79魏永广。现代传感技术沈阳:东北大学出版社，20，37418 康华光.电子技术基础模拟部分北京:高等教育出版社，08，5619李丰。模拟电子基础徐州：中国矿业大学出版社，207，311210 王永华.现代电气控制及LC应用技术。北京：北京航空航天大学出版社，00，571 张立科.PLC应用开发技术与工程实践. 北京：人民邮电出版社，205 ，22附录A自动化立体仓库管理系统的研究钱钧剑 (学校，江苏，徐州）摘要：自动化立体仓库是现代物流系统的枢纽和核心，其管理系统和监控系统是自动化立体仓库的核心.本文就管理系统进行了研究，总结分析自动化立体仓库管理系统的功能需求、基本特性以及整体设计方案，重点分析浏览器/服务器结构（B/S）。关键词：自动化立体仓库 管理系统 浏览器/服务器结构（B/S）1. 引言自动化立体仓库又称自动仓储系统（AS/RS),是物料搬运和仓储科学的一门综合科学技术。它用电子计算机控制管理和用堆垛机自动进行存储作业，是当代存储技术、通讯技术、自动化技术与机损及技术高度集成化的产物1。与传统的仓库模式相比，自动化立体仓库主要优势在于：1）空间利用率更高。基于自动化立体仓库技术,现代的仓库通常建设的非常高。这样，在占地面积不变的情况下，可以充分的利用仓库的高度空间，存储更多的货物。2)货物自动存取，节省人力物力。自动化立体仓库由于是通过计算机系统进行控制的，所以可以实现货物的自动存取,无需浪费过多的人力和资金2。这样可以大大的节约人力资源，降低人力成本，且有助于提高工作效率.3）利用计算机实现资源信息的整合.自动化立体仓库系统包括了货物的出入库、搬运、盘点等多个工作环节,这些工作环节都具有一定复杂性,如果这些环节之间相互掺杂和影响,则可能使堆垛机陷入混乱。所以，就要对整个系统的资源信息进行整合，并统一管理,以增强其稳定性和安全性3.自动化立体仓库系统的结构在不同企业和行业具有不同的特点，但在功能层次看，将自动化立体仓库系统分为3个层次：管理层、监控层、执行层，如图1所示4。管理层是自动化仓储系统的中枢,接受上级系统（生产系统、销售系统）的指令,管理库存、入库和出库等;监控层接受来自管理层的指令，控制物流设备完成指令所规定的任务，实时监控物流系统的状态，将监控到的信息反馈到管理层，为管理层调度决策提供参考;执行层接受控制层的指令，控制设备执行各种操作。通过管理层、监控层与执行层的协调工作，以满足现代物流仓储技术发展的需要.图1 AS/RS功能层次划分管理系统和监控系统是AS/RS的核心，而管理系统又是自动化立体仓库重要的一个系统。自动化立体仓库的管理系统需要为企业的各个部门准确提供仓库内货物的信息，及时反映仓库内的真实情况，为企业各部门计划和开展下一步的工作提供帮助。基于此决定对自动化立体仓库的管理系统进行研究。2. 自动化立体仓库管理系统2.1.管理系统的功能需求货物仓库管理系统主要针对于日常库存信息的管理，它针对库存日常发生的业务.分为了两大类，即入库和出库.用户通过相应的模块，对仓库里的物品的基本情况进行操作，对库存数量进行查询，用户通过简单的操作即可轻松的管理仓库5。对于AS/RS管理系统，不管总体设计与详细设计是什么结果.其功能有以下几点：1. 仓库物资的入库，包括制作入库单、制作标签、检查、复核、记账等。2. 仓库物资的出库,包括制作出库单、备货、复核、记账等。3. 库存管理，包括盘点、数量核查.4. 手持机,包括手持终端数据上传、手持终端数据下载等。5. 统计调查，包括统计报表、入库查询等。入库管理出库管理库存管理系统管理查询统计作业调度联机入库6. 系统管理，包括初始化、用户管理、权限管理、参数设置、编码管理等。其管理系统的结构层次如图3.2所示6.WIN2000操作系统网络通讯数据库管理系统图2。2 自动化立体仓库管理系统层次结构图2。2 管理系统的特性1） 可靠性。自动化立体仓库的管理系统应当有可靠的不间断的电源供应，并拥有强大的抗干扰的能力，以此保证系统在进行数据处理的时候准确无误，对于错误的数据信息要具备自我检查、修改和报警的能力。对于数据库中的一些重要数据信息，应该存有备份，以避免由于系统故障造成重要数据的丢失。2）灵活性。由于我国的自动化立体仓库技术发展时间较短,技术上和经验上有很多不足的地方。所以在建设自动化立体仓库的时候，大多会采用分期建设的方式来进行7。这就要求自动化立体仓库的管理系统能够灵活的适应建设前期和后期仓库的外部变化，不会受到影响.3)简明性.自动化立体仓库的管理系统最终还是要由人来操作，而由于其计算机管理系统的技术含量较高，同时操作人员的技术水平有限。所以，自动化立体仓库的管理系统应当尽量采用简洁明了、清晰易懂、操作方便的用户界面。4）可维护性。自动化立体仓库的管理系统在正常运转工作的同时，应该具有一定的自我维护及修复功能，以最大限度的保证系统处于正确的运行状态之下。同时，还应设置一个只有系统最高管理员掌握的二级密码，以便其拥有系统的最高权限，对系统进行管理和维护。2.3 管理系统的整体方案系统方案设计就是程序人员把用户的需求设计成系统可以明白的任务，使程序人员编写出相应的计算机系统。设计方案一般是明确用户的需要,经过调研分析后进行最终决定的。常用的系统方案设计主要有两张类型,即客户机/服务器结构（C/S)、浏览器/服务器结构(B/S)8。1） 客户机/服务器（两层）结构客户机/服务器结构简称CS结构或两层结构，其结构如图2.3所示.其中服务器配备大容量存储器并安装数据库管理系统,用于数据的存储和数据检索；客户端安装仓库管理系统，负责人机交互实现各项功能并操纵数据库9。服务器ODBC或其他接口客户机图2.3 C/S结构示意图客户机/服务器结构的技术特点：1、 系统开发相当简单快递。当前的实际应用中多数服务器就是一台数据库服务器，而客户端就是用可视化开发工具编写的客户软件,通过ODBC或ADO同数据库服务器通信,从而组成一个应用系统。由于快速开发工具全部有ODBC或ADO开发专用组件和向导，所以本技术体系开发系统相当简单快速。2、 应用具有一定局限性.客户机/服务器应用模型的缺点就是系统客户方软件安装维护困难、数据库系统无法满足对于成百上千的终端同时联机的需求。由于客户机/服务器间的大量数据通信不适合远程连接，使其只能适合于局域网应用.3、 与系统平台无关。采用C/S结构,服务器的操作系统不但可以为Windows系统服务器，也可以是Unix、Linux服务器,除了服务器端安装及维护方式不同外，客户端安装及连接服务器方式同连Windows服务器方式没有区别。客户机/服务器结构一般应用于客户端在50台以下的ERP系统，客户端采用Microsoft Visual Basic或Delphi编写，服务器采用SQL Server200