自动化立体仓库管理与监控系统的分析

西安工业大学 李鹏坤

自动化立体仓库管理与监控系统的分析

西安工业大学 李鹏坤

文章以针对自动化立体仓库所开展管控工作的现状作为立足点，首先简明扼要的阐述了立体仓库的构成，然后通过理论和实际相结合的方式，从四个方面分别针对立体仓库所应用的管控系统提出了建设性的设计意见，供研究人员参考。

自动化立体仓库；管理与监控系统；分析

引言

作为现阶段我国物流行业的重要中转站，自动化立体仓库在劳动力的节省以及管理方式的科学性上所具有的优势是非常突出的，因此，立体仓库开始被广泛应用在企业生产及运输的过程中。想要保证仓库运作状态的平稳，需要工作人员对相关自动化设备具有准确的了解，通过管控系统对现场进行实施监督，将发现的问题在第一时间进行解决，提高立体仓库的自动化运作效率。由此可以看出，对立体仓库所应用的管控系统进行分析是非常有必要的。

1.自动化立体仓库的构成

作为机电一体化的典型产品，自动化的立体仓库是依托于通信技术、机械工程、电气技术以及其他多种技术共同组合而出现并逐渐完善的。自动化的立体仓库通常是由以下设备所构成：电气系统、高层货架、监控系统、输送机、堆垛机等，而硬件设备则主要包括电气以及机械两部分，电气的构成要素有控制器、监管系统、传感器，机械的构成要素有高层货架、堆垛机、传输设备[1]。基础的仓库系统则由一台堆垛机、两排高层货架、一台计算机、一个巷道、两台输送机和一个控制柜所构成。

2.在自动化立体仓库中所应用管控系统的具体设计

通过实践可以发现，管控系统应当具备的功能共有以下几个：第一，对现场数据进行采集，保证相关系统能够及时获取相关数据；第二，一旦立体仓库设备出现异常，工作人员可以通过管控系统控制现场作业；第三，工作人员可以通过人机界面对系统日志及其他作业数据进行查询和获取。接下来便根据管控系统应当具备的功能，对其模块进行设计。

2.1 数据模块

虽然可以通过GetVal的方法获取相应数据，但通过这种方法获取的数据是以数组的形式而存在的，对研究人员来说，想要在数组中对所需数据进行提取是较为困难的，而数据模块所具有的作用就是将数据进行分类和归纳，为下一阶段工作提供方便。在对应用于立体仓库之中的监控系统进行设计时，研究人员应当将设备作为一个单位，对数据模块进行划分，再依照不同数据所具有的实际功能，将其归划分为相应的组，而不同组内均包含分层结构。对数据模块进行构造的基础是对拥有分层结构的各结构体进行构造，即首先构造结构体数据，再对结构体进行定义，保证数据模块所具有分层结构的全面性和科学性[2]。针对立体仓库而言，其监控系统所使用数据结构可分为三层，第一层将需要应用的设备种类作为标准来划分，例如站台、堆垛机等；第二层将需要应用的数据功能作为标准来划分，例如控制数据、状态数据等；第三层将数据运动方向作为标准来划分，例如堆垛机的水平、报警、货叉等状态等。需要研究人员注意的是数据模块不仅需要包含相应的数据结构，还应当包含相应的数据处理，也就是说经由通讯模块而获取的数据是以数组的形式而存在的，而数据模块无法从数组中对自己所需的数据结构进行准确获取，因此，需要对数组进行拆分、重组和赋值，保证数据模块所具有功能能够被完整的发挥出来。

2.2 通讯模块

针对立体仓库开展的一系列管控工作，所对应的系统网络应当由三部分构成，分别为设备I/O层、控制层和监控层，三者紧密相连并且层层递进。设备I/O层应当处于系统网络的最底层，它所具有的主要作用在于采集现场数据以及对相关指令的准确执行；控制层则与设备I/O层紧密相连，它所具有的主要作用在于将设备层采集的现场数据与设备I/O进行结合；监控层又被称为监控系统，它所具有的主要作用在于对控制层内部储存的传感器、作业等现场数据进行获取和交换，准确了解现场情况。由此可以看出，如何提升监控层和控制层针对现场数据所开展交换工作的效率，是研究人员需要解决的首要问题，这就要求研究人员在对通讯模块进行设计时，应当在保证将相关内容包含在该模块之内的基础上，在最大程度上减少通讯模块和其他模块之间存在的接口，提升该模块的独立性。

2.3 储存模块

储存模块的作用在于数据的准确记录和上传，当工作人员需要其中的某些数据时，能够按照特定的条件对其进行筛选和获取，因此，储存模块应当包含以下两个部分：首先是数据的储存。通过对管控过程中产生的相关数据进行扫描、分析和上传的方式，保证有效数据均能及时被上传至数据库中，需要注意的是，在对数据进行分析的过程中，储存模块需要具有能够将现有数据与之前储存记录进行对比和分析的能力，这样做的目的在于保证上传数据不存在重复、遗漏等情况；其次是数据的读取。也就是将工作人员需要的数据在人机界面进行准确呈现，保证工作人员能够对其进行及时、准确的获取[3]。另外，数据的储存记录可以通过对立体仓库数据库的有效应用，保证自身所记录数据的准确性，也就是说只需要对数据库内不存在的数据进行表格的新建、上传和保存即可。

2.4 人机界面

在对人机界面进行设计的过程中，研究人员应当明确设计工作的出发点和最终目的都是在于对管控系统操作的便捷性进行提高。现阶段，研究人员已经根据人机交互的不同特点研究出了相应的交互方式，因此，在对人机界面进行设计时，研究人员需要对不同交互方式所具有的优势、不足以及使用范围进行准确把握，根据不同对象所具有的实际要求，保证设计成果有效的完整呈现[4]。在设计工作开始前，研究人员需要对以下内容进行考虑：第一，使用对象。对该系统进行应用的对象是具有较强专业能力的专业人员还是一般用户；第二，控制方式。常见的系统控制方式有两种，分别是手动控制和自动控制，手动控制相对可靠、灵活，自动控制相对简单、易学；第三，难易程度。研究人员应当通过对提示进行设置等方式，缩短用户对系统操作进行学习的时间。针对立体仓库所设计的人机界面应当包括主界面，堆垛机的参数设置、报警、运行时间等界面以及数据的查询界面等。研究人员在对界面进行设计的过程中，应当充分重视每一控件所具有的属性，这样做的目的在于，当工作人员对控件进行应用时，只需要将相应的数值赋予该控件所对应的属性，就可以实现控件的有效应用。

3.结论

综上所述，上文主要是以数据模块、通讯模块、储存模块和人机界面作为切入点，以自动化的立体仓库作为主要背景，对管理和控制系统的设计及应用进行了系统、深入的分析，并结合实际情况提出了相应的建议，希望能够为研究人员下一阶段工作的开展提供理论参考。

[1]黄金.自动化立体仓库管理与控制系统的研究与开发[D].哈尔滨理工大学,2014.

[2]任铜擘.自动化立体仓库三维可视化监控系统设计[D].河北大学,2013.

[3]赵纯乐.自动化立体仓库管理与监控系统的研究[D].沈阳理工大学,2015.

[4]谢文洋.自动化立体仓库监控管理系统设计与实现[D].兰州交通大学,2015.

李鹏坤（1996－），男，河南周口人，大学本科，专业：电气工程及其自动化。