自动化仓库运行模式实验

自动化仓库运行模式实验

课程：配送与配送中心 专业：物流工程 班级：物流1101 姓名：王东

实验地点：机电楼B101

实验时间：2014年3月24日

自动化仓库运行模式实验

实验目的

通过实验了解自动化物流系统的设备构成和运行原理，掌握货架的结构及承载特点，有轨巷道堆垛机的组成部分、运动机理及入出库作业步骤，熟悉自动化立体仓库进货和发货的各种程序，了解自动化仓库管理系统的功能，培养学生对自动化物流系统进行分析和认知能力，为后续课程的学习奠定基础。

实验内容

实验员演示自动化仓库的出库作业、入库作业和复合作业过程，学生观察自动化仓库的出入库作业过程，掌握自动化仓库的出入库作业原理和作业流程；演示自动化仓库的管理系统功能，学生实际操作并完成相应的操作。

实验原理

1，立体仓库的作业方式

在立体仓库中，货物的存取有两种基本方式，即单一作业方式和复合作业方式。单一作业方式即堆垛机从入库台取一个货物送到选定的货位，然后返回巷道口的出入库台；或者从巷道口出发到某一个给定的货位取出一个货物单元送到出入库台。复合作业方式即堆垛机从出入库台取一个货物送到选定的货位，然后直接转移到另一个给定货位，取出其中的单元，回到入库台出库。 2，单一作业周期的计算

单一作业周期指堆垛机完成一次单入库或单出库作业所需的时间。 例如：

3，复合作业周期的计算

4，立体库出入库能力的计算

实验设备

自动化立体仓库系统该系统主要由一套货架系统、1 台有轨巷道堆垛起重机、2套入出库输送机系统组成。所有单机设备具备联机自动和手动控制功能，整个自动化系统统一由计算机管理和监控系统进行集中管理和调度，使所有物流设备高效和有条不紊地运行，实现作业的全部自动化，最终满足实际入出库的需要。 1,货架系统

货架的结构:货架由横梁,立柱,横斜柱,背部加强(横拉,斜拉),杆加强,顶部加强,天轨,天轨横梁,地轨,端部网架等构成。 本实验所用货架系统的参数如下： 货架类型：横梁货架 存储单元：300×480×260mm 巷道数量：1

货架数量：2 排x12 列x4 层 货架总货位数：96 货架高度：2200m 2，巷道堆垛机

巷道堆垛机为单立柱型式、下部支撑、下部驱动的有轨巷道堆垛机，由金属 结构(包括上、下横梁及立柱)、载货台、运行机构、起升机构、货叉伸缩机构、 超速保护装置、过载及松绳保护装置、电气控制装置等部件组成。结构紧凑是它的一大特点。在很小的空间内，堆垛机能在三个相互垂直方向上(行走、起升和货叉伸缩)按照一定的顺序组合进行往复运动。通过这些运动，完成对单元货物的入、出库搬运作业。由于三个运动的速度采用变频调速控制，因此它的动作非常准确，可以根据不同的指令，将货物准确地送到指定位置。既能按指定的地址自动或手动将巷道n,k 库输送机上的货物存入货架的货格内，完成入库作业；也可自动或手动从指定货格中取出货物运至到巷口出库输送机上，完成出库作业。

本库内的堆垛机具备一套完整的电器控制系统，以控制堆垛机的正常工作，机器的电源来自天轨侧面的滑触线，交流380V,三相五线制，既安全又可靠。

堆垛机控制系统分三种工作方式，即手动、单机自动、联机自动。手动：工

作人员站在电气柜的踏板上，可以操作堆垛机随意停在巷道内的任意地方。手动控制主要用于堆垛机调试阶段或者自动控制处故障时应急；单机自动：工作人员在堆垛机的控制机上设置命令后，即可启动堆垛机，使其自动完成物品的存取工作，单机自动主要用于联机自动出故障时；联机自动：堆垛机接收管理机的命令，收到命令后，按命令自动进行作业。 本库内堆垛机的型式和主要技术参数如下： 结构型式：单立柱有轨巷道堆垛机 操作方式：联机自动方式 供电方式：滑导线 起重量：l00kg 高度：3m

运行速度：80m／min(变频调速) 升降速度：20m／min(变频调速)

货叉伸缩速度：有货 20m／min，无货40m／min(变频调速) 货叉工作行程：1300mm 3，入出库输送系统

本输送机系统是根据自动化立体仓库的工艺流程要求而设计的。总共4 台设备，由链条输送机、辊道机组成。从功能上将整个系统分为入库区(设备号1A)、出库区(设备号1C)、拣选区(设备号1E)。电气上是由一套PLC 分别控制，通过PROFIBUS 总线同监控系统相连。 入出库输送系统的主要参数点如下： 额定载荷：20kg

输送货物规格：300 x 480mm 输送速度：10 m/min 输送机高度：600mm

控制方式：联机自动控制方式

安全措施：具有完整的连锁、导向保护装置 ,以避免任何破坏设备或货物的动作发生；

表面处理和涂膜：酸洗，磷化处理，喷塑；

输送控制系统采用 SIEMENS S7-200 系列PLC 作为控制主站，采用通讯模块 通过网络与上位管理、监控系统连接起来。系统采用通讯电缆，与分布在现场的 条码阅读器、传感器、电动机直接连接，进行现场数据采集、参数设定及过程控 制。输送机的控制方式采用联机自动控制方式。

实验系统布置图

图1：实验室布局示意图：

实验步骤

（1）实验员介绍自动化物流系统的设备构成和功能；学生分析自动化物流系统的布置，测量货架尺寸，画出自动化物流系统布置图；

（2）实验员演示堆垛机单机自动出入库作业，学生观察各机构的运动原理，并记录出入库作业操作方法和作业流程；

（3）实验员介绍自动化仓库联机时的出入库操作流程；实验员演示自动化仓库联机出入库作业，学生观察出入库操作方法并记录各种作业方式的作业程序和作业时间；

（4）实验员介绍仓库管理系统的主要功能，并进行演示，学生记录。

实验记录

1，入库操作流程

首先，在自动化立体仓库的操作软件（柯达管理软件）中，点击入库下的入库单录入，在入库单中分别填入单别、入库单号、品名代码、批号、生产日期、质检状态、件数、装置、入库数量等必要信息。其中必须记住所填批号以对应出库时的批号。其次，再在入库状态下点击收货，在收货单中填写单号、实收数量、托盘号等重要的入库收货信息。最后，在所有入库管理操作完成以后就可以进行输送系统的入库作业。 2，出库操作流程

首先，在有货物需要出库时，可以在管理机上进行类似输送系统入库作业的操作，即在出库状态下点击出库录入，在出库单中分别填写单别、出库单号、品号代码、批号、路线等必要信息。其中所填批号须与入库时填入的批号相一致。其次，在确认填写完出库单后，再在出库状态下点击配货按钮进行配货操作，同样应该填写必要的出库信息。最后，在所有出库管理操作完成后就可以进行输送系统的出库作业。 3，堆垛机出入库作业

入库输送作业填写完后，将制定条码的托盘放到堆垛机上，按下启动，堆垛机就开始运着托盘，扫码后就进入指定货位（其中货位的表示是排列层），其中入库是用链条输入，辊式输出。

实验总结

通过做实验，我了解了自动化物流系统的设备构成和运行原理，掌握货架 的结构及承载特点，有轨巷道堆垛机的组成部分、运动机理及入出库作业步骤， 熟悉自动化立体仓库进货和发货的各种程序，了解自动化仓库管理系统的功能。 之前都是在课堂上听老师讲，这次亲自去看了看堆垛机在货架之间的运作，感到自动化设备真的节省了很多人力，提高了作业效率。WMS系统包括管理系统、监控系统和调度系统，将系统与输送设备和堆垛机联机，控制台的PLC设备收到电脑中系统的指令后传到堆垛机上再开始分拣，实现了出入库作业的要求。用WNS系统时点击操作进行出入库时，了解到入库时的收货指的是根据入库单，将物料

与托盘（货位）关联起来，注册到系统中，包括入库操作、库存信息等。出库时的配货指的是根据出库单，讲出库任务分解到具体的货位，扣减库存，记录出库操作，下发出指令。

自动化立体仓库的组成部份：货架、托盘（货箱）、巷道堆垛机、输送机系统、GV系统、自动控制系统7和储存信息管理系统。

1、货架：用于存储货物的钢结构。目前主要有焊接式货架和组合式货架两种基本形式。

2、托盘（货箱）：用于承载货物的器具，亦称工位器具。

3、巷道堆垛机：用于自动存取货物的设备。按结构形式分为单立柱和双立柱两种基本形式；按服务方式分为直道、弯道和转移车三种基本形式。

4、输送机系统：立体库的主要外围设备，负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。输送机种类非常多，常见的有辊道输送机，链条输送机，升降台，分配车，提升机机，皮带机等。

5、GV系统：即自动导向小车。根据其导向方式分为感应式导向小车和激光导向小车。

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。目前以采用现场总线方式为控制模式为主。

7、储存信息管理系统：亦称中央计算机管理系统。是全自动化立体库系统的核心。

自动化立体仓库货架的基本作业流程，主要分为三大步骤：

( 1 )入库作业流程货物单元入库时，由输送系统运输到人库台，货物使用条码识别系统进行扫描识读，条码标签携带的信息被读人，传递给中央服务器，控制系统根据中央服务器返回的信息来判断是否人库以及货位坐标，当能够确定入库时发送包含货位坐标的入库指令给执行系统，堆垛机通过自动寻址，将货物存放到指定货格。在完成人库作业后，堆垛机向控制系统返回作业完成信息，并等待接收下一个作业命令。控制系统同时把作业完成信息返回给中央服务器数据库进行人库管理。

( 2 ）出库作业流程管理员在收到生产或客户的货物需求信息后，根据要求将货物信息输人上位管理机的出库单，中央服务器将自动进行库存查询，并按照先进

先出、均匀出库、就近出库等原则生成出库作业，传输到终端控制系统中，控制系统根据当前出库作业及堆垛机状态，安排堆垛机的作业序列，将安排好的作业命令逐条发送给相应的堆垛机。堆垛机到指定货位将货物取出放置到巷道出库台上，并向控制系统返回作业完成信息，等待进行下一个作业。监控系统向中央服务器系统反馈该货物出库完成信息，管理系统更新库存数据库中的货物信息和货位占用情况，完成出库管理。如果某一货位上的货物已全部出库，则从货位占用表中清除此货物记录，并清除该货位占用标记。

( 3 ）拣选作业流程货物单元拣选出库时，堆垛机到指定地址将货物取出放置到巷道出库台，自动导引车取货后将货物送至分拣台，在分拣台上由工作人员或自动分拣设备按照出库单进行分拣。分拣完成后再由自动导引车送回巷道入库口，由堆垛机将货物人库或者直接出库。

单一作业方式即堆垛机从入库台取一个货物送到选定的货位，然后返回巷道口的出入库台；或者从巷道口出发到某一个给定的货位取出一个货物单元送到出入库台。复合作业方式即堆垛机从出入库台取一个货物送到选定的货位，然后直接转移到另一个给定货位，取出其中的单元，回到入库台出库。

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