中小型自动化立体仓库的智能管理控制系统研制

摘要

随着企业现代化生产规模的不断扩大，自动化立体仓库管理与控制系统成为生产物流系统中的一个重要且不可缺少的环节。自动化立体仓库管理与控制系统是企业管理信息系统(CIMS)组成部分之一，其综合了现代物流技术、计算机应用技术、通讯技术和管理技术，它的开发研制能明显提高立体仓库作业的自动化程度。由于自动化立体仓库管理与控制系统可以提高物资的储运效率、减少占用空间等，因此得到了广泛地应用。 本研究根据973国家重大基础研究前期专项研究——基于RFID的网络协同商务链物流跟踪系统研究(项目编号：2005CCA04900)、浙江省重大科技攻关项目——SYCH水平移动式立体货架系统(项目编号：2002C11028)和浙江省自然科学基金项目——基于和谐思想的扩展型企业协同供需链管理理论和方法研究(项目编号：2004Y604281)，以湖州德马物流技术有限公司为实际研究背景，开发了中小型自动化立体仓库的智能控制系统。 第一章，分析了自动化立体仓库系统在现代物流中的作用，并阐述了自动化立体仓库系统在国内外的现状与发展趋势。同时结合项目的背景，提出研究此课题的意义和主要研究的内容。最后简要介绍了本研究在开发过程中使用的软硬件开发平台。 第二章，概要介绍了自动立体仓库系统的设计要求和功能要求。针对自动立体仓库系统的设计要求和功能要求，详细地分析了所开发系统采用的硬件结构方案、网络结构方案、系统控制操作模式，并构建了实际开发的系统总体构成。并根据系统的构成，进一步分析了系统的信息流总体网络结构和信息流的实现过程。 第三章，详细分析了自动化立体仓库管理系统需求分析，研究了自动化立体仓库管理系统整体方案和数据库系统设计，探讨了自动化立体仓库管理系统设计原则，同时介绍了自动化立体仓库管理系统模块。并探讨了以入库作业为例的作业程序设计，提出了基于JsP的管理系统网络结构设计。最后研究了基于粒子群优化算法的出入库调度和基于多线程的管理系统高效运行方式等。 第四章，自动化立体仓库控制方案设计是自动化立体仓库设计的主要部分。本章详细探讨了自动化立体仓库控制方案设计过程。重点探讨了堆垛机控制方案设计和出入库台设计，研究了堆垛机三大机构的速度、位置检测与控制系统的方案设计。针对自动化立体仓库系统的通讯方案，研究了自动化立体仓库管理系统与地面控制台PLC的通讯设计、地面控制台PLC与堆垛机PLC的通讯设计、地面控制台PLC与触摸屏通讯设计和与仓储管理系统WMS的通讯设计等，并详细分析了它们的实现过程。第五章，在详细论述了自动化立体仓库系统巷道堆垛机故障现象的基础上，探讨了应用故障诊断专家系统作为自动化立体仓库系统的故障处理方案。并结合实际详细研究了自动化立体仓库系统的故障诊断专家系统建立过程以及实现过程。 第六章，结合调试现场设备关键部件的照片对试验设备进行简要的介绍，然后介绍了试验方法。在此基础上开展了实验研究，最后对试验数据进行分析，并得出了试验结果满足设计要求的结论。 第七章，对本文各个环节的研究进行了总结，并针对其中的一些还需要进一步深入研究的工作做出了展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

§1.1自动化立体仓库系统概述

§1.1.1自动化立体仓库系统定义和分类

§1.1.2自动化立体仓库系统现状与发展

§1.1.3自动化立体仓库系统优点

§1.2本课题的研究背景、意义和主要内容

§1.2.1本课题的背景

§1.2.2本课题的意义

§1.2.3本课题的主要内容

§1.3本课题采用的软硬件平台

§1.4本章小结

第2章自动化立体仓库系统总体方案

§2.1自动化立体仓库系统设计要求

§2.1.1设备设计要求

§2.1.2系统功能要求

§2.2自动化立体仓库系统构成

§2.2.1自动化立体仓库系统功能构成

§2.2.2自动化立体仓库系统硬件构成

§2.2.3自动化立体仓库系统的网络结构

§2.3本系统的构成

§2.4自动化立体仓库控制操作模式

§2.5自动化立体仓库系统信息流设计

§2.5.1自动化立体仓库系统网络结构

§2.5.2自动化立体仓库系统信息流设计

§2.6本章小结

第3章自动化立体仓库管理系统方案设计

§3.1管理系统需求分析

§3.2管理系统整体方案

§3.3系统设计原则

§3.4数据库系统设计

§3.5系统模块简介

§3.6仓库管理系统部分程序设计

§3.6.1系统入库作业流程

§3.6.2入库作业功能模块数据流程图

§3.7管理系统网络信息流的研究

§3.8出入库调度优化方案的研究

§3.8.1自动化立体仓库系统作业路线的转化

§3.8.2粒子群算法原理介绍

§3.8.3采用粒子群算法优化自动化立体仓库系统作业路线

§3.9管理系统高效运行方式的研究

§3.9.1多线程

§3.9.2多线程应用

§3.10本章小结

第4章自动化立体仓库智能控制方案设计

§4.1堆垛机控制方案设计

§4.1.1水平行走控制设计

§4.1.2载货台升降控制设计

§4.1.3叉具平移控制设计

§4.1.4载货台的安全检测装置设计

§4.1.5定位控制分析设计

§4.1.6堆垛机部分程序流程设计

§4.1.7典型堆垛机PLC程序设计

§4.1.8触摸屏界面设计

§4.1.9地面控制台的PLC控制程序设计

§4.2出入库台设计

§4.3自动化立体仓库通讯设计

§4.3.1管理系统与地面控制台PLC的通讯设计

§4.3.2地面控制台PLC与堆垛机PLC的通讯设计

§4.3.3仓管计算机与仓储管理系统WMS的通讯设计

§4.3.4 LED显示屏信息显示控制设计

§4.3.5条形码通讯控制设计

§4.3.6红外通讯设计

§4.4本章小结

第5章自动化立体仓库系统故障分析与处理

§5.1自动化立体仓库系统故障分析

§5.1.1概述

§5.1.2巷道堆垛机常见故障

§5.2自动化立体仓库系统故障处理

§5.2.1概述

§5.2.2故障诊断系统的建立

§5.3本章小结

第6章实验与数据分析

§6.1现场设备介绍

§6.2现场实验

§6.2.1实验原理

§6.2.2实验过程

§6.2.3实验结果及分析

§6.3本章小结

第7章结论与展望

§7.1结论

§7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间获奖情况、软件著作版权、发表的学术论文与参加的主要科研项目

致 谢