基于CIMS的自动化立体仓库设计及其控制技术应用研究

摘要

该文完成的主要工作有:(1)介绍了CIMS和自动化立体仓库的概念及其主要构成.(2)概述了在线自动化立体仓库总体设计的原则和设计过程;对自动化立体仓库的主要参数的确定进行了研究;介绍了自动化立体仓库的出入库输送和搬运系统的常见布局方式.(3)对在线自动化立体仓库的管理与控制系统进行了研究,着重对仓库管理和控制软件的五个子系统(仓库材料管理子系统、路由调度子系统、设备通信子系统、实时监控子系统和设备控制子系统)的设计和算法进行了研究.提出了基于仓库货位状态转移图和数据库表结构的仓库管理软件设计及相应的算法;提出了用控制元结构图的新思想来设计仓库路由调度子系统的方法;提出了通信子系统中协议的分层设计思想以及具体实现方法.(4)研究了在线自动化立体仓库的关键设备——堆垛机运行定位及调速控制的方法.介绍了由光电开关控制的绝对及相对认址定位的方法,以及变频调速的方法;研究了堆垛机高速运行定位及调速控制的方法,介绍了两种新的认址方式及调速控制方法.另外对伺服电机控制系统也作了探讨;最后,提出了堆垛机高速运行所带来的问题以及解决对策.(5)论文的最后以上海三菱电梯有限公司CIMS中在线立体仓库设计为实例,来说明自动化立体仓库在CIMS中的具体应用.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1 CIMS简介

1.2自动化立体仓库

1.3基于CIMS的自动化立体仓库

1.4课题研究的目的和意义

1.5本文的主要研究内容及创新专题

1.5.1论文内容

1.5.2创新专题

第2章CIMS中自动化立体仓库的构成

2.1高层货架(Hi曲-rise rack)

2.2货箱或托盘

2.3巷道堆垛机(Narrow-aisle stacker Crane)

2.3.1巷道堆垛机的优点

2.3.3巷道堆垛机的组成

2.4出入库系统(Conveyance equipment System)

2.5仓库作业流程分析

第3章自动化立体仓库总体设计

3.1总体规划设计基础

3.1.1物料流程及工艺布置规划原则

3.1.2系统的设计过程

3.2仓库主要参数的确定

3.2.1货架尺寸的确定

3.2.2堆垛机工作速度的合理确定

3.2.3堆垛机平均作业循环时间的计算

3.2.4仓库的出入库能力的计算

3.3确定仓库的整体布置

3.3.1贯通式

3.3.2回流式

3.3.3转移式

3.3.4旁流式

3.4小结

第4章自动化立体仓库管理和控制系统的研究

4.1总体概述

4.1.1自动化立体仓库的功能

4.1.2计算机管理及控制系统的功能和结构

4.2仓库材料管理子系统

4.2.1出入库存取方式的分类

4.2.2基于货位状态图的存取方式

4.2.3数据表结构

4.2.4出入库算法的实现

4.3路由调度子系统

4.3.1控制元结构图及其结构链

4.3.2路由搜索和调度程序的基本结构

4.4设备通信子系统

4.4.1设备通信子系统要达到的基本目标

4.4.2通信子系统中协议的分层设计思想

4.4.3通信协议在自动化立体仓库中的实现

4.5实时监控子系统

4.5.1监控系统功能

4.5.2监控系统硬件配置

4.5.3监控系统软件设计

4.5.4应用实例

4.6设备控制子系统

4.7小结

第5章巷道堆垛机的运行定位及调速

5.1前言

5.2定位控制

5.2.1检测元件及其检测原理

5.2.2绝对认址和相对认址

5.2.3位置校验

5.3调速控制

5.3.1概述

5.3.2调速原理

5.3.3堆垛机的变频调速研究

5.4高速运行堆垛机定位及调速

5.4.1旋转编码器认址方式

5.4.2激光测距仪认址方式

5.4.3伺服控制系统在堆垛机控制中的应用

5.4.4高速化运行带来的问题及对策

5.5小结

第6章自动化立体仓库在CIMS中的应用实例

6.1 CMS中自动化立体仓库的功能

6.1.1仓库物流分析

6.1.2仓库的主要功能

6.2 CIMS中自动化立体仓库的总体设计

6.2.1在线自动化立体仓库系统的基本工艺技术要求

6.2.2自动化立体仓库系统的设备

6.2.3货物出、入库流程

6.3自动化立体仓库系统的计算机管理和控制

6.3.1自动化立体仓库控制系统的结构

6.3.2管理控制系统的几个特点

6.3.3计算机管理与控制软件的主要算法

总结和展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果