RWCS物流设备控制新版系统说明指导书.doc

在自动仓储系统复杂多变应用环境中，WCS必需要确保高可靠性和高效率。所以，WCS计划十分关键。 仓储系统发展离不开wiki物流/wiki装备和物流软件这两个关键原因。通常，自动化仓储物流系统软件由两部分组成：wiki仓库 /wiki管理系统(WMS)、仓库设备控制系统(WCS)。WMS不仅包含仓储系统业务步骤、业务规则，还包含和整个大物流系统多种信息接口， 这些信息接口使仓储子系统和整个物流环境有机地结合在一起。协调运作。 在自动仓储系统计划中，首先要处理物流系统整体步骤计划、功效计划等问题，和为了满足步骤或完成功效所需要配置对应硬件设备选择问题；其次要处理物流软件计划问题，包含WMS和WCS。 自动仓储系统大致可分为三个层次，图1所表示，最上层是WMS，负责仓储业务逻辑处理；最下层是具体物流设备，如巷道堆垛机、AGV系统 等；WCS在WMS和物流设备之间中间层，负责协调、调度底层多种物流设备，使底层物流设备能够实施仓储系统业务步骤，而且这个过程完全是根据程 序预先设定步骤实施。 调度控制软件计划在自动仓储系统中是很关键部分。在一个复杂、高可靠性系统中，调度控制软件关键性愈加显著。 设备调度控制软件应满足要求 设备控制是指一个用来协调、调度底层物流设备作业机制。WCS系统将负责控制实物流动。如托盘流动。高度自动化仓储系统中物流自动化控制系统通常要满足以下要求。 1应安全、高效地调度、协调底层物流设备运行。当然，这个要求在实际应用时可能会有些矛盾，如在调度一轨双车时(在同一个水平运行轨道上拥有两个可 以交叉作业穿梭小车，因为两个小车作业区交叉，所以需要WCS对其进行必需调度)，假如追求安全就会应该让两个小车距离远部分。但假如追求高效，就 要求两个小车只要不出现撞车就能够交叉作业； 2设备控制系统应能够7二十四小时全天候稳定运行，故障时间应最小化，而且发生故障时能够很快恢复正常实施状态； 3高度自动化仓储系统即使是优异和高效方法，但资金投入很大，有些投资者可能会选择分阶段投入，这也造成在项目中WCS软件也应该是一个分阶段实施过程，所以要求WCS应建立在一个能够灵活伸缩架构之上； 4现在在软件行业中新技术层出不穷，而且WCS在承上启下中间层。它上层WMS或下层物流设备全部可能会出现改变，所以WCS应有完善兼容不一样技术、不一样系统能力。 经典应用场景 WCS作用是协调、调度自动仓储系统中多种物流设备，肯定要和这些设备建立某种通讯机制，所以首先要处理就是WCS和底层物流设备通讯问题，通讯需要某种方法物理连接。 图2是一个比较经典应用场景，从硬件网络拓扑结构中显示出WCS在系统中位置。根据物理硬件连接方法，把物流设备大致分为以下几类。 1物流设备A：能够经过多串口卡或5613卡等硬件卡直接连接上WCS； 2物流设备B：经过标准以太网和WCS相连，包含有线网络和无线网络； 3物流设备C：经过信号转换器把本身特殊信号转成标准以太网信号后和WCS相连，如常常使用串口联网设备(如MOXA及研华串口设备)就能够转化串口信号和标准以太网信号； 4物流设备D：是一类本身带有基于Pc子调度系统设备，如AGV或环形穿梭车等。WCS并不直接和这些设备相连，而是和它们上位计算机经过以 太网相连，命令下达或设备状态反馈全部只包含物流设备D上位计算机，而WCS并不关心设备控制子系统是怎样和设备相连接。 通讯接口就象两个人交谈，即使她们之间电话线连上了，但假如一个人讲英文，另一个人讲汉字，会造成她们交流极难或根本不可能交流。 另外，还需要深入考虑WCS。和每种设备通讯接口问题。这就是通常所说协议。通讯协议是一个逻辑结构，关键包含以下关键点： 1设备通讯协议：通常是由各个物流设备子系统提供。WCS遵守。协议中描述了物流设备基础功效、怎样使用物流设备公开功效接口或要求WCS公 开接口。需要尤其注意是，设备通讯协议是建立在标准通讯协议之上，所以在WCS实现设备通讯协议时，需要考虑部分标准通讯协议限定； 2标准通讯协议：TCP、UDP等； 3通讯硬件连接：以太网、红外光通讯、无线以太网、串口(422/485/232)等。 WCS在经典场景中应用 同时控制多个设备 高度自动化仓储系统通常全部由多个物流设备组成，而且伴随步骤、需求改变。设备控制会变得愈加复杂，如有时需要跟踪设备控制子系统中任务目前实施情况，或单独查看物流设备B中某个设备状态等。 这里需要明确是，WCS通常并不直接控制物流设备动作，而只是协调多个设备工作。因为每一个设备全部有本身控制系统，在自动化系统中最常见就 是PLC，WCS只需要和PLC中控制程序通讯即可。其次，假如系统中每一个设备全部能够自主地完成某个特定步骤，则WCS需要处理工作量大大降低， 而且整个系统通讯量也将减小，从系统运行效率和可靠性上来看全部是有利。 自动仓储系统很多设备在处理任务时是互不相关，比如两台堆垛机通常没有任何相互影响关系，所以为了高效地控制多个物流设备，从软件技术角度考 虑，WCS应该是基于多线程或多进程模式。每类设备或单台设备对应对应控制线程或进程。WCS并行地控制这些设备，将会提升系统处理效率。 新增或更新现有设备 伴随物流装备不停更新，不一样项目中完成相同功效设备很可能是不一样，这就要求WCS能够依据项目中选择不一样设备，根据基础一致模式去调度、控制这些设备，从软件设计角度就是常说基于接口编程，图3所表示。 从图3中看出，WCS对每种设备控制大致归纳为两个层次：设备控制层、设备通讯层。这种划分相当于把设备通用控制逻辑抽象到设备控制层中，而设备 通讯层则只负责不一样设备连接。物流步骤实施逻辑从上层经过中间层协议打包转化成直接特殊设备控制指令发到具体物流设备中，物流设备状态则从反 方向传到上层。 经过对每种设备抽象分层后。各层功效相对独立。整个系统耦合性大大降低，只要满足一定接口规范。就能够在WCS中单独更换某一层，而不会对其 她正常运行功效产生影响。比如，依据项目标实际情况需要把设备通讯层从TCP连接换成串口方法，或因为物流设备更新，设备通讯协议出现了改变。此时只 需更换设备通讯层即可。 路径管理 在自动仓储系统步骤控制中。除了信息步骤控制外，还有很关键实物搬运步骤控制，这就是常说路径管理。在谈到路径管理或路径优化时，可能最先想到 多种最短路径算法，比如经典Dijkstra算法等。WCS路径管理也是建立在类似算法基础之上，但在实际应用时还需要结合自动仓储系统物流设备 特点做部分额外考虑。 在自动仓储系统中，一些关键设备对路径影响很大。甚至会影响到步骤正常实施，如堆垛机一旦出现故障，则系统出入库业务将受到很大影响。所以，WCS在实施正常最优路径搜索算法前，首先要考虑就是设备是否可用。 其次。实物流动肯定需要占据一定物理位置。而物流系统中某台设备容量又是有限，假如只是考虑路径最优，则大量物料全部将会流向某个关键节点，就 会引发在关键节点入口排队和前置节点阻塞问题，造成达不到系统最大经过率，从而影响整个物流系统效率。所以。WCS需要考虑设备部分固有属性和运 行特点来修正对应搜索策略。 总而言之，在自动化物流系统中应用最优路径算法前，需要依据项目标需求作一定调整，即WCS要注意到系统结构拓扑图是依据设备状态随时可能发生改变，这么才能满足实际业务或设备运行特点。 总而言之，在自动仓储系统中应用WCS，除了要考虑软件或其它技术方面原因，选择适宜控制策略对整个系统运行效率、安全性和稳定性全部有很大影响。从 非技术、非策略方面考虑，在实际项目标实施过程中，实施人员或WCS开发团体应向最终用户清楚、完整地传达WCS特点和操作要领，这么才能使WCS真 正运行在一个可维护、稳定环境中，真正最大程度地发挥WCS在自动仓储系统中功效。WCS特点1.安全、高效：WCS系统应安全、高效地调度、协调底层物流设备运行。比如在调度一轨双车时(在同一个水平运行轨道上拥有两个能够交叉作业穿梭小车，因为两个小车作业区交叉，所以需要WCS对其进行必需调度)，为保证安全就应该让两个小车距离远部分，但为了提升生产效率，又要求两个小车只要不出现撞车就能够交叉作业。所以怎样在保障安全前提下，高效科学调度