第7章自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

第7章自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

7.1概述

自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)(AutomatedStorageandRetrievalSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)AS／RS)是指不用人工直接處理，能自動(dòng)存儲(chǔ)和取出物料的系統(tǒng)。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)是現(xiàn)代物流技術(shù)的核心，它集高架倉(cāng)庫(kù)及規(guī)劃、管理、機(jī)械、電氣于一體，是一門(mén)學(xué)科交叉的綜合性技術(shù)。7.1.1功能及發(fā)展自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的功能一般包括收貨、存貨、取貨和發(fā)貨等。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展趨勢(shì)包括以下幾點(diǎn)。1．自動(dòng)化程度不斷提高。2．與工藝流程結(jié)合更為緊密。3．儲(chǔ)存貨物品種多樣化。4．提高倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)周轉(zhuǎn)率。5．提高倉(cāng)庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與安全性及降低噪聲。6．開(kāi)發(fā)可供實(shí)用的揀選自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)。

7.1.2系統(tǒng)組成l．貨架。一般為鋼鐵結(jié)構(gòu)構(gòu)成儲(chǔ)存商品的單元格，一般單元格內(nèi)存放托盤(pán)裝貨物。一個(gè)貨位的地址由其所在的貨架的排數(shù)、列數(shù)及層數(shù)來(lái)唯一確定，自動(dòng)出入庫(kù)系統(tǒng)據(jù)此對(duì)所有貨位進(jìn)行管理。2．巷道機(jī)。在二排高層貨架之間一般留有1～1.5m寬的巷道，巷道機(jī)在巷道內(nèi)作來(lái)回運(yùn)動(dòng)，巷道機(jī)上的升降平臺(tái)可作上下運(yùn)動(dòng)，升降平臺(tái)上的存取貨裝置可對(duì)巷道機(jī)和升降機(jī)確定的某一個(gè)貨位進(jìn)行貨物存取作業(yè)。3．周邊搬運(yùn)系統(tǒng)。周邊搬運(yùn)系統(tǒng)所用的機(jī)械常有輸送機(jī)，用于配合巷道機(jī)完成貨物的輸送、轉(zhuǎn)移，在高架倉(cāng)庫(kù)內(nèi)主要搬運(yùn)系統(tǒng)因故障停止工作時(shí)使用，使自動(dòng)存取系統(tǒng)繼續(xù)工作。4．控制系統(tǒng)。自動(dòng)存取系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中心或中央控制室接收到出庫(kù)或入庫(kù)信息后，由管理人員通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出出庫(kù)或入庫(kù)指令，巷道機(jī)、自動(dòng)分揀機(jī)及其它周邊搬運(yùn)設(shè)備按指令啟動(dòng)，共同完成出庫(kù)或入庫(kù)作業(yè)，管理人員對(duì)此過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)控和管理，保證存取作業(yè)按最優(yōu)方案進(jìn)行。7.1.3優(yōu)點(diǎn)及作用1．能大幅度地增加倉(cāng)庫(kù)高度，減少占地面積。單位面積儲(chǔ)存量可達(dá)2～15噸/平方米，是普通貨架倉(cāng)庫(kù)的4～7倍。對(duì)于一座擁有6，000個(gè)貨位的倉(cāng)庫(kù)，如果托盤(pán)尺寸為800×1,200毫米，則普通的貨架倉(cāng)庫(kù)高5.5米，需占地3,609平方米，而30米高的高架倉(cāng)庫(kù)，占地面積僅399平方米。2．提高倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)頻率。3．提高倉(cāng)庫(kù)管理水平。4．由于采用了貨架儲(chǔ)存，并結(jié)合計(jì)算機(jī)管理，可以很容易地實(shí)現(xiàn)先入先出，防止貨物自然老化、變質(zhì)、生銹。高架倉(cāng)庫(kù)也便于防止貨物的丟失，減少貨損。能較好地適應(yīng)黑暗、有毒、低溫等特殊場(chǎng)合的需要。在這種倉(cāng)庫(kù)里，在儲(chǔ)存的同時(shí)可以對(duì)貨物進(jìn)行跟蹤以及必要的揀選和組配，并根據(jù)整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)的需要，有計(jì)劃地配送，以滿(mǎn)足均衡生產(chǎn)的需求。從整個(gè)企業(yè)物流的宏觀角度看，貨物在倉(cāng)庫(kù)中短時(shí)間的逗留只是物流中的一個(gè)環(huán)節(jié)，在完成揀選、組配以后，將繼續(xù)流動(dòng)，高架倉(cāng)庫(kù)本身是整個(gè)企業(yè)物流的一部分，是它的一個(gè)子系統(tǒng)。用形象化一些的比喻說(shuō)法，可以說(shuō)，使“靜態(tài)倉(cāng)庫(kù)”變成了“動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)”。7.2貨架7.2.1組合式貨架

1．托盤(pán)貨架。托盤(pán)貨架是存放裝有貨物托盤(pán)的貨架。托盤(pán)貨架所用材質(zhì)多為鋼材結(jié)構(gòu)，也可用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?？勺鰡闻判瓦B接，也可做雙排型連接(見(jiàn)圖7-2)。其尺寸大小根據(jù)倉(cāng)庫(kù)的大小及托盤(pán)尺寸的大小而定。7

托盤(pán)貨架73

懸臂式長(zhǎng)形貨架托盤(pán)貨架可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化裝卸作業(yè)，便于單元化存取，庫(kù)容利用率高，可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)高效率的存取作業(yè)，便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的管理和控制。2．懸臂式長(zhǎng)形貨架。

其特點(diǎn)是可在架子兩邊存放貨物，但不太便于機(jī)械化作業(yè)，存取貨物作業(yè)強(qiáng)度大，一般適于輕質(zhì)的長(zhǎng)條形材料存放，可用人力存取操作

3．駛?cè)胧截浖茇浖艿奶攸c(diǎn)是叉車(chē)直接駛?cè)胴浖苓M(jìn)行作業(yè)，叉車(chē)與架子的正面成垂直方向駛?cè)?，在最?nèi)部設(shè)有托盤(pán)的位置，卸放托盤(pán)貨載，直至裝滿(mǎn)；取貨時(shí)再?gòu)耐庀騼?nèi)順序取貨。駛?cè)胧截浖苣芷鸬奖９軋?chǎng)所及叉車(chē)通道的雙重作用，但叉車(chē)只能從架子的正面駛?cè)?。這樣，可提高庫(kù)容率及空間利用率，但很難實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出。因此，每一巷道只宜保管同一品種貨物，此種貨架只適用于保管少品種、大批量以及不受保管時(shí)間限制的貨物。駛?cè)胧截浖苁歉呙芏却娣咆浳锏闹匾浖埽瑤?kù)容利用率可達(dá)90%以上。7

重力式貨架776-4

駛?cè)胧奖P(pán)貨架7.2.2重力式貨架重力式貨架有兩類(lèi)：一類(lèi)是儲(chǔ)存整批紙箱包裝商品；另一類(lèi)是儲(chǔ)存托盤(pán)商品。商品進(jìn)庫(kù)時(shí)，從貨架后面將托盤(pán)送入貨格，托盤(pán)依靠本身重力向前滑行，也有采用電磁閥控制托盤(pán)定位。取貨時(shí)，則用叉車(chē)從貨架前面將托盤(pán)取出。優(yōu)點(diǎn)是：能保證貨物的先進(jìn)先出；它是一種高密集型的貨架儲(chǔ)存系統(tǒng)，空間利用率極高，比普通通道托盤(pán)貨架的通道面積大大節(jié)??；進(jìn)出貨時(shí)叉車(chē)或巷道堆垛機(jī)行程最短；使貨架的貨位“空缺”減至最少。

7.2.3旋轉(zhuǎn)式貨架旋轉(zhuǎn)式貨架設(shè)有電力驅(qū)動(dòng)裝置(驅(qū)動(dòng)部分可設(shè)于貨架上部，也可設(shè)于貨架底座內(nèi))。貨架沿著由兩個(gè)直線段和兩個(gè)曲線段組成的環(huán)形軌道運(yùn)行。由開(kāi)關(guān)或用小型電子計(jì)算機(jī)操縱。

旋轉(zhuǎn)式貨架分為整體旋轉(zhuǎn)式(整個(gè)貨架是一個(gè)旋轉(zhuǎn)整體)和分層旋轉(zhuǎn)式(各層分設(shè)驅(qū)動(dòng)裝置，形成各自獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)體系)，其中整體旋轉(zhuǎn)式又分為水平旋轉(zhuǎn)式(貨架的旋轉(zhuǎn)軌跡平行于地面)和垂直旋轉(zhuǎn)式(貨架的旋轉(zhuǎn)軌跡垂直于地面，)，可根據(jù)具體要求進(jìn)行選擇。7.2.4托盤(pán)我們把一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的貨物或容器稱(chēng)作單元負(fù)載。貨物的載體可以是托盤(pán)、托板、滑板、專(zhuān)用集裝箱、專(zhuān)用堆放架、硬紙板箱等。貨箱或托盤(pán)，其基本功能是裝物料，同時(shí)還應(yīng)便于叉車(chē)和堆垛機(jī)的叉取和存放。7-7

垂直旋轉(zhuǎn)式貨架7-6

水平分層旋轉(zhuǎn)式貨架7.3巷道式堆垛起重機(jī)

7.3.1分類(lèi)通常按其結(jié)構(gòu)型式、起重機(jī)支承方式和取貨作業(yè)方式進(jìn)行分類(lèi)1.按結(jié)構(gòu)型式分類(lèi)(1)單立柱型金屬結(jié)構(gòu)由一根立柱和上、下橫梁組成(或僅有下橫梁)；自重較輕，但剛性較差。一般用于起重量2噸以下，起升高度不大于16米的倉(cāng)庫(kù)。

(2)雙立柱型金屬結(jié)構(gòu)由兩根立柱和上、下橫梁組成一個(gè)剛性框架；剛性好，自重較單立柱大。適用于各種起升高度的倉(cāng)庫(kù)；起重量可達(dá)5噸或更大；適用于高速運(yùn)行、快速起、制動(dòng)。2.按支承方式分類(lèi)(1)地面支承型支承在地面軌道上，用下部車(chē)輪支承和驅(qū)動(dòng)；上部設(shè)水平導(dǎo)向輪；運(yùn)行機(jī)構(gòu)布置在下部。適用于各種起重量和起升高度的倉(cāng)庫(kù)；

圖6-9單、雙柱式巷道堆垛機(jī)(2)懸掛型倉(cāng)庫(kù)屋架下裝設(shè)軌道，起重機(jī)懸掛于軌道下翼緣上運(yùn)行；倉(cāng)庫(kù)貨架下部設(shè)導(dǎo)軌，起重機(jī)下部設(shè)水平導(dǎo)向輪靠在導(dǎo)軌上防止擺動(dòng)過(guò)大；運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)在上部。適用于起重量較小、起升高度較低(不大于15米)的倉(cāng)庫(kù)；便于轉(zhuǎn)移巷道(3)貨架支承型巷道兩側(cè)貨格頂部敷設(shè)軌道，起重機(jī)支承在兩側(cè)軌道上運(yùn)行；倉(cāng)庫(kù)貨架下部設(shè)導(dǎo)軌，起重機(jī)下部設(shè)水平導(dǎo)向輪靠在導(dǎo)軌上防止擺動(dòng)過(guò)大；運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)在起重機(jī)上部；適用于起重量和起升高度均較小的倉(cāng)庫(kù)。

3.按作業(yè)方式分類(lèi)(1)單元形以整個(gè)貨物單元出、入庫(kù)；起重機(jī)載貨臺(tái)須備有叉取貨物的裝置；適用于整個(gè)貨物單元出入庫(kù)的作業(yè)，或者“貨到人”的揀選作業(yè)；使用最廣泛。

(2)揀選形堆垛機(jī)上設(shè)司機(jī)室，由司機(jī)從貨物單元中揀選一部分貨物出庫(kù)；載貨臺(tái)上可以不設(shè)叉取裝置，直接由司機(jī)手工操作取貨；適用于“人到貨”的揀選作業(yè)；7.3.2

結(jié)構(gòu)組成1．運(yùn)行機(jī)構(gòu)。在堆垛機(jī)的下橫梁上裝有運(yùn)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和在軌道地軌上運(yùn)行的車(chē)輪。按運(yùn)行機(jī)構(gòu)所在的位置不同可以分為地面驅(qū)動(dòng)式、頂部驅(qū)動(dòng)式和中部驅(qū)動(dòng)式等幾種。頂部驅(qū)動(dòng)式堆垛機(jī)又可分為支承式和懸掛式兩種，前者支承在天軌上運(yùn)行，堆垛機(jī)底部有兩組水平導(dǎo)向輪。懸掛式堆垛機(jī)則懸掛在位于巷道上方的支承梁上運(yùn)行。2．載貨臺(tái)及取貨機(jī)構(gòu)。載貨臺(tái)是貨物單元承接裝置，通過(guò)鋼絲繩或鏈條與起升機(jī)構(gòu)聯(lián)接。載貨臺(tái)可沿立柱導(dǎo)軌上下升降。取貨裝置安裝在載貨臺(tái)上，有司機(jī)室的堆垛機(jī)，其司機(jī)室也一般裝在載貨臺(tái)上，隨載貨臺(tái)一起升降。取貨裝置一般是貨叉伸縮機(jī)構(gòu)。貨叉由前叉、中間叉、固定叉以及導(dǎo)向滾輪等組成。貨叉的傳動(dòng)方式主要有齒輪―齒條和齒輪―鏈條兩種。貨叉伸縮速度一般為15米/分以下

3．提升機(jī)構(gòu)。堆垛機(jī)的起升機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速機(jī)、卷簡(jiǎn)或鏈輪以及柔性件組成，常用的柔性件有鋼絲繩和起重鏈等。卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩牽引載荷臺(tái)作升降運(yùn)動(dòng)。起升機(jī)構(gòu)的工作速度一般在12.30m/min,最高可達(dá)48m/min。不管先用多大的工作速度，都備有低速檔，主要用于平穩(wěn)停車(chē)和取存貨物時(shí)的“微升降”作業(yè)。在堆垛機(jī)的起重、行走和伸叉(叉取貨物)三種驅(qū)動(dòng)中，起重的功率最大。4．機(jī)架。機(jī)架由立柱和上、下橫梁連接而成，是堆垛機(jī)的承載構(gòu)件。機(jī)架有單立柱和雙立柱兩大類(lèi)。5．電氣設(shè)備。主要包括電力拖動(dòng)、控制、檢測(cè)和安全保護(hù)。在電力拖動(dòng)方面，目前國(guó)內(nèi)多用的是交流變頻調(diào)速、交流變極調(diào)速和可控硅直流調(diào)速對(duì)堆垛機(jī)的控制一般采用可編程序控制器、單片機(jī)、單板機(jī)和計(jì)算機(jī)等。堆垛機(jī)必須具有自動(dòng)認(rèn)址、貨位虛實(shí)等檢測(cè)以及其他檢測(cè)

7.4AS/RS的自動(dòng)化技術(shù)7.4.1AS/RS自動(dòng)化系統(tǒng)的功能自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中的電氣與電子設(shè)備主要指檢測(cè)裝置、信息識(shí)別裝置、控制裝置、通信設(shè)備、監(jiān)控調(diào)度設(shè)備、計(jì)算機(jī)管理設(shè)備以及大屏幕顯示、圖像監(jiān)視等設(shè)備。1．檢測(cè)裝置。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中各種作業(yè)設(shè)備的控制，并保證系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，系統(tǒng)必須具有多種檢測(cè)手段能檢測(cè)各種物理參數(shù)和相應(yīng)的化學(xué)參數(shù)。2．信息識(shí)別。信息識(shí)別設(shè)備是自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中必不可少的，它完成對(duì)貨物品名、類(lèi)別、貨號(hào)、數(shù)量、等級(jí)、目的地、生產(chǎn)廠乃至貨位地址的識(shí)別。3．控制裝置。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)內(nèi)所用的各種存取設(shè)備和輸送設(shè)備本身必須配備各種控制裝置。4．監(jiān)控及調(diào)度。它負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各個(gè)部分的運(yùn)行。5．計(jì)算機(jī)管理。計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)(主機(jī)系統(tǒng))是自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的指揮中心，相當(dāng)于人的大腦，它指揮著倉(cāng)庫(kù)中各設(shè)備的運(yùn)行。6．?dāng)?shù)據(jù)通信。在自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中，為了完成規(guī)定的任務(wù)，各系統(tǒng)之間、各設(shè)備之間要進(jìn)行大量的信息交換。7．大屏幕顯示。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中的各種顯示設(shè)備是為了使人們操作方便、易于觀察設(shè)備情況而設(shè)置的。8．圖象監(jiān)視設(shè)備。工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)是通過(guò)高分辨率、低照度變焦攝像裝置對(duì)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中人身及設(shè)備安全進(jìn)行觀察，對(duì)主要操作點(diǎn)進(jìn)行集中監(jiān)視的現(xiàn)代化裝置。7.4.2自動(dòng)尋址技術(shù)立體倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)尋址就是自動(dòng)尋找存放/提取貨物的位置。計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)都具有自動(dòng)尋址的功能。自動(dòng)控制的堆垛機(jī)必須具有自動(dòng)認(rèn)址系統(tǒng)。自動(dòng)認(rèn)址系統(tǒng)可分為數(shù)字式和非數(shù)字式兩大類(lèi)，而數(shù)字式認(rèn)址又可分為相對(duì)數(shù)字認(rèn)址系統(tǒng)和絕對(duì)數(shù)字認(rèn)址系統(tǒng)。堆垛機(jī)的停位控制可通過(guò)使用光電開(kāi)關(guān)、磁電式接近開(kāi)關(guān)或機(jī)械行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)的位置信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)在地址編碼上附加停位碼的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。1．自動(dòng)尋址原理認(rèn)址裝置由認(rèn)址片和認(rèn)址器組成。認(rèn)址器即是某種傳感器。目前常用的是紅外傳感器。發(fā)送與接收紅外光在同側(cè)時(shí)，用反射式的認(rèn)址片，否則用透射式，如圖7-10所示。傳感器通過(guò)認(rèn)址片時(shí)會(huì)接收到0或1的信息。0表示未他接收到紅外光，1表示接收到紅外光。由0、1組成的代碼可以用于地址的判斷。2．相對(duì)數(shù)字認(rèn)址系統(tǒng)這種認(rèn)址系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是用計(jì)數(shù)的方法來(lái)表示堆垛機(jī)實(shí)際走過(guò)的路程。首先把貨物沿巷道縱長(zhǎng)方向按列編成數(shù)序，再把它們沿垂直方向按層編成數(shù)序。這樣，每個(gè)貨格有一個(gè)列號(hào)和一個(gè)層號(hào)。當(dāng)操作人員輸入貨格地址時(shí)，計(jì)數(shù)器里就記下了目的地址的列數(shù)和層數(shù)。從中減去堆垛機(jī)在接受該作業(yè)命令時(shí)所處位置的列數(shù)和層數(shù)后，其差值就分別代表堆垛機(jī)從目前所處位置走到目的地址需沿巷道縱長(zhǎng)方向經(jīng)過(guò)的列數(shù)和沿垂直方向經(jīng)過(guò)的層數(shù)。堆垛機(jī)沿巷道運(yùn)行時(shí)，每經(jīng)過(guò)1個(gè)貨列就計(jì)1個(gè)數(shù)。計(jì)夠了一定的數(shù)(離目的地的距離)就減速，到達(dá)了目的地就停止。在貨臺(tái)升降時(shí)，也用同樣的方法認(rèn)址。相對(duì)數(shù)字認(rèn)址系統(tǒng)檢測(cè)裝置和地址運(yùn)算程序都比較簡(jiǎn)單，所以得到了廣泛的應(yīng)用。其缺點(diǎn)是因檢測(cè)元件失靈或外來(lái)干擾容易導(dǎo)致計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，走錯(cuò)地址。為了提高相對(duì)認(rèn)址的可靠性，可以增加奇偶校驗(yàn)。3．絕對(duì)數(shù)字認(rèn)址系統(tǒng)絕對(duì)認(rèn)址是為每一個(gè)貨位制定一個(gè)絕對(duì)代碼。在絕對(duì)數(shù)字認(rèn)址系統(tǒng)中，每一個(gè)貨位的列數(shù)和層數(shù)分別用編碼表示。沿巷道縱長(zhǎng)方向每一列貨位前均有一塊認(rèn)址片，用二進(jìn)制碼標(biāo)出列數(shù)；沿垂直方向在堆垛機(jī)立柱上對(duì)應(yīng)于每一層貨格的高度也均有一塊認(rèn)址片，用二進(jìn)制碼標(biāo)出層數(shù)。堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)就用相應(yīng)的檢測(cè)裝置，對(duì)認(rèn)址片進(jìn)行讀數(shù)，檢測(cè)所在的實(shí)際地址，然后送入地址運(yùn)算程序與目的地址比較。當(dāng)其差值為一定數(shù)值時(shí)即進(jìn)行減速，差值為零時(shí)，發(fā)出機(jī)構(gòu)停止的信號(hào)。

4．常用認(rèn)址編碼系統(tǒng)介紹(1)雙排條形碼認(rèn)址編碼系統(tǒng)。圖7-11是雙排條形碼編碼系統(tǒng)示意圖。其編碼方法是：上排條形碼固定不變，用于校驗(yàn)；下排條碼是立體倉(cāng)庫(kù)的地址編碼，且僅出現(xiàn)在上排有條碼的地方。當(dāng)條碼讀入計(jì)算機(jī)后，求取兩排條碼的邏輯積，作為貨位編碼。雙排條形碼系統(tǒng)的編碼是由兩個(gè)傳感器的邏輯積構(gòu)成的。因此它可根據(jù)地址域擴(kuò)大的需要，隨意擴(kuò)大信息容量，實(shí)現(xiàn)絕對(duì)編碼。為了保證停位精度，在每組地址旁增加一個(gè)停位碼。停位碼是一組加寬的且上下錯(cuò)位的條碼。錯(cuò)位形成的編碼由兩個(gè)傳感器的狀態(tài)組成，如10、11和01，11是準(zhǔn)確停位點(diǎn)，10和01為前、后越位信息。增加停位碼后，就可以準(zhǔn)確控制堆垛機(jī)的停位精度。(2)循環(huán)校驗(yàn)認(rèn)址編碼系統(tǒng)。如果地址域總數(shù)為K，用于標(biāo)識(shí)地址的有效地址編碼數(shù)為m，則在整個(gè)地址域中重復(fù)使用的有效地址碼數(shù)量為T(mén)=K／m。認(rèn)址過(guò)程是以累加計(jì)數(shù)尋址，以循環(huán)地址編碼來(lái)校驗(yàn)的。對(duì)每一目的地址來(lái)說(shuō)，由于干擾信號(hào)引起的1至m一1次連續(xù)或非連續(xù)的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤(漏計(jì)或多計(jì))都可以被校驗(yàn)出來(lái)。只有當(dāng)校驗(yàn)計(jì)數(shù)(漏計(jì)的數(shù)減多計(jì)的數(shù))為m的整數(shù)倍時(shí)，才會(huì)發(fā)生校驗(yàn)錯(cuò)誤。這里稱(chēng)m的整數(shù)倍Dm為校驗(yàn)盲點(diǎn)。顯然，m越大，盲點(diǎn)越少。實(shí)際上，一次尋址過(guò)程中，出現(xiàn)多次計(jì)數(shù)錯(cuò)誤的概率非常小。因此，m的選取不必刻意求大，以免造成系統(tǒng)的復(fù)雜化。分析計(jì)算證明，當(dāng)m=5時(shí)，尋址可靠度已接近1。因此，認(rèn)址檢測(cè)系統(tǒng)既可靠又簡(jiǎn)單的方案是N=3，m=5。N為傳感器數(shù)量。7.4.3控制方式控制方式可分為手動(dòng)控制、半自動(dòng)控制、遙控和全自動(dòng)控制。手動(dòng)控制是指貨物的搬運(yùn)和儲(chǔ)存作業(yè)由人工完成或人工操作簡(jiǎn)單機(jī)械完成。這種方式多數(shù)在調(diào)試或事故處理狀態(tài)下使用。半自動(dòng)控制是指貨物的搬運(yùn)和儲(chǔ)存作業(yè)有一部分由人工完成。整個(gè)倉(cāng)庫(kù)作業(yè)活動(dòng)可以通過(guò)可編程序控制器(PLC)或微型計(jì)算機(jī)控制。遙控是將倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的全部作業(yè)機(jī)械(如堆垛機(jī)和運(yùn)輸設(shè)備等)的控制全部集中到一個(gè)控制室內(nèi)，控制室的操作人員通過(guò)電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行倉(cāng)庫(kù)作業(yè)活動(dòng)的遠(yuǎn)距離控制。全自動(dòng)控制指裝運(yùn)機(jī)械和存放作業(yè)都通過(guò)各種控制裝置的控制自動(dòng)進(jìn)行操作，電子計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)倉(cāng)庫(kù)的作業(yè)活動(dòng)進(jìn)行控制。這是正常運(yùn)行方式下使用的控制方式。1．集中控制方式。在20世紀(jì)70年代末、80年代初，隨著單板機(jī)在工業(yè)應(yīng)用中的興起，多數(shù)使用單板機(jī)對(duì)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的設(shè)備進(jìn)行控制。可以選用一套容量大，I/O接口多的單板機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，上接個(gè)人計(jì)算機(jī)(圖7-12)。2．分層分布控制方式。分層分布式控制系統(tǒng)(圖7-13)的一大優(yōu)點(diǎn)就是全部系統(tǒng)功能不集中在一臺(tái)或幾臺(tái)設(shè)備上。3．基于現(xiàn)場(chǎng)總線的倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)是新一代分布式控制結(jié)構(gòu)，它將DCS中的“操作站一控制站一現(xiàn)場(chǎng)儀表”三層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成“工作站一現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表"二層結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)構(gòu)成成本，提高了系統(tǒng)可靠性，并實(shí)現(xiàn)了真正的開(kāi)放式互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。目前，世界上出現(xiàn)了多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。比較流行的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)有Profibus、CAN、LonWorks、HART、FF及Interbus等，而在自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)控制領(lǐng)域則主要使用Profibus和Interbus等現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。圖7-14是一個(gè)基于現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。4．無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，以RF技術(shù)為基礎(chǔ)的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)得到了普遍應(yīng)用。目前無(wú)線局域網(wǎng)采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有網(wǎng)橋連接型、訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)連接型、HUB接入型和無(wú)中心型四種。圖7-15是無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。7.5AS/RS的設(shè)計(jì)規(guī)程

7.5.1

工況分析和方案選擇1．需求分析。在這一階段里要提出問(wèn)題，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，并確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2．確定貨物單元形式及規(guī)格。根據(jù)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)結(jié)果列出所有可能的貨物單元形式和規(guī)格，并進(jìn)行合理的選擇。

3．作業(yè)方式及機(jī)械設(shè)備選擇。一般多采用單元貨格式倉(cāng)庫(kù)。也可以采用重力式貨架倉(cāng)庫(kù)或者其他形式的貫通式倉(cāng)庫(kù)。決定是否需要揀選作業(yè)起重設(shè)備、輸送設(shè)備7.5.2

模型建立及總體布置1．確定貨位尺寸和倉(cāng)庫(kù)總體尺寸。確定貨位尺寸直接關(guān)系到倉(cāng)庫(kù)面積和空間利用率，也關(guān)系到倉(cāng)庫(kù)能否順利地存取貨物。貨位尺寸取決于在貨物單元四周需留出的凈空尺寸和貨架構(gòu)件的有關(guān)尺寸。2．確定倉(cāng)庫(kù)的整體布置。要從技術(shù)上比較容易實(shí)現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)上比較合理的角度確定貨架高度。一般情況下，每二排貨架為一個(gè)巷道，根據(jù)場(chǎng)地條件可以確定巷道數(shù)。一般情況下，每二排貨架為一個(gè)巷道，根據(jù)場(chǎng)地條件可以確定巷道數(shù)。如果庫(kù)存量為N個(gè)貨物單元，巷道數(shù)為A，貨架高度方向可設(shè)S層，若每排設(shè)有同樣的列數(shù)，則每排貨架在水平方向應(yīng)具有的列數(shù)C為：C=N/(2AS)。

根據(jù)每排貨架的列數(shù)C及貨格橫向尺寸可確定貨架總長(zhǎng)度L

根據(jù)作業(yè)頻率的要求確定堆垛機(jī)的數(shù)量和工作形式，多數(shù)情況下每巷道配備一臺(tái)堆垛機(jī)。

確定高層貨架區(qū)和作業(yè)區(qū)的銜接方式，可以選擇采用叉車(chē)、運(yùn)輸小車(chē)或者輸送機(jī)等運(yùn)輸設(shè)備。按照倉(cāng)庫(kù)作業(yè)的特點(diǎn)選擇出入口的位置。圖)

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù))

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)一般情況下，AS/RS的總體布置形式如表7-2所示。

1—貨架2—堆垛起重機(jī)3—進(jìn)出庫(kù)站4—轉(zhuǎn)車(chē)臺(tái)5—輸送機(jī)7.5.3

出、入庫(kù)流量驗(yàn)算與堆垛機(jī)的存取作業(yè)周期高架倉(cāng)庫(kù)中貨物存取周期，即堆垛機(jī)完成一項(xiàng)作業(yè)后，再回到原地所需要的時(shí)間。貨物的存取作業(yè)是倉(cāng)儲(chǔ)工作中很重要的一環(huán)，此時(shí)間的長(zhǎng)短決定了倉(cāng)庫(kù)的出入庫(kù)頻率，是評(píng)價(jià)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)效率和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的一項(xiàng)很重要的參數(shù)。存取作業(yè)周期的長(zhǎng)短，不僅與堆垛機(jī)的行走、起升和貨叉伸縮的時(shí)間有關(guān)，還與貨種、貨架的長(zhǎng)度和高度、控制信號(hào)的獲取與轉(zhuǎn)換時(shí)間、庫(kù)內(nèi)的物流是否流暢等有關(guān)。1．高架倉(cāng)庫(kù)的作業(yè)方式

存取作業(yè)有兩種基本方式，即單一作業(yè)方式和復(fù)合作業(yè)方式。單一作業(yè)方式即堆垛機(jī)從巷道口出入庫(kù)臺(tái)，取一個(gè)單元貨物送到選定的貨位，然后返回巷道口的出入庫(kù)臺(tái)(單入庫(kù))；或者從巷道口出發(fā)到某一給定貨位取出一個(gè)單元貨物送到出入庫(kù)臺(tái)(單出庫(kù))。復(fù)合作業(yè)方式即堆垛機(jī)從出入庫(kù)臺(tái)取一件單元貨物送到選定的貨位，然后直接轉(zhuǎn)移到另一個(gè)給定貨位，取出其中的貨物單元，再回到出入庫(kù)臺(tái)出庫(kù)。為了提高作業(yè)效率，應(yīng)盡量采用復(fù)合作業(yè)方式。2.堆垛機(jī)作業(yè)周期計(jì)算參數(shù)

設(shè)貨架的高為H，巷道長(zhǎng)為L(zhǎng)，堆垛機(jī)水平速度為vx，升降速度為vz。當(dāng)堆垛機(jī)的走行機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)同時(shí)以速度vx和vz運(yùn)行，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，載貨臺(tái)運(yùn)行到貨架上的某一貨位(x，z)

堆垛機(jī)作業(yè)周期計(jì)算參數(shù)因兩機(jī)構(gòu)的運(yùn)行時(shí)間相等，則存在下列關(guān)系：定義貨架參數(shù)wW為貨架高長(zhǎng)比除以堆垛機(jī)升降水平速度比根據(jù)堆垛機(jī)的速度，調(diào)整貨架的長(zhǎng)度與高度，可使得w=1，

圖6-18堆垛機(jī)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)圖7-18表示了堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)復(fù)合動(dòng)作，完成單作業(yè)和復(fù)合作業(yè)的情況。圖7-18(a)中，堆垛機(jī)必須在第1點(diǎn)，在停止x方向的運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，繼續(xù)沿z方向運(yùn)動(dòng)才能到達(dá)指定的貨位；進(jìn)貨完成返程時(shí)，在第3點(diǎn)，停止x方向的運(yùn)動(dòng)，由升降機(jī)構(gòu)動(dòng)作回到出發(fā)點(diǎn)O。由此，可算出堆垛機(jī)在z方向運(yùn)行距離為lz

時(shí)，所需時(shí)間tz

圖7-19等時(shí)線圖7-18(b)可算出堆垛機(jī)在x方向運(yùn)行距離為lx

時(shí)，所需的時(shí)間tx。如圖7-19中，線段OB左上的各個(gè)貨位,只要在垂直方向行走的距離為lz

，所需的時(shí)間均為tz，如圖中AB線段上的各個(gè)貨位（與x方向行走的距離無(wú)關(guān)）。線段OB右下的各個(gè)貨位,只要在水平方向行走的距離為lx，作業(yè)的時(shí)間均是tx對(duì)于BC線上各貨位即是如此。在交點(diǎn)B處，tz=tx，所以，我們把線A-B-C稱(chēng)為等時(shí)線，即在這兩條線上的各貨位作業(yè)時(shí)間相同。lxO堆垛機(jī)作業(yè)周期的計(jì)算除了要考慮堆垛機(jī)行走和載荷臺(tái)的升降時(shí)間外，還應(yīng)考慮貨叉的升縮作業(yè)時(shí)間。貨叉伸縮的作業(yè)時(shí)間包括貨叉伸出時(shí)間和貨叉縮回時(shí)間，還要考慮貨叉與托盤(pán)對(duì)位所需要的微動(dòng)時(shí)間。在單作業(yè)時(shí)，貨叉伸、縮各一次；雙作業(yè)時(shí)，貨叉要伸、縮各兩次。3.計(jì)算平均作業(yè)周期的方法(1)總體平均法1）假設(shè)80%的作業(yè)是復(fù)合作業(yè)方式，20%是單作業(yè)方式。2）摒棄運(yùn)行距離特別近和特別遠(yuǎn)的兩種極端情況，取貨架長(zhǎng)度和高度的20%和80%之間的范圍作為經(jīng)常運(yùn)行的范圍。3)

取四個(gè)復(fù)合作業(yè)和一個(gè)單作業(yè)為一組進(jìn)行驗(yàn)算。它們的貨格位置和運(yùn)行路線如圖6-20所示。4)分別計(jì)算各次作業(yè)周期、、、、。

5)按下式計(jì)算一次入庫(kù)和出庫(kù)的平均作業(yè)周期：

(7-3)

由此，可計(jì)算每小時(shí)平均入庫(kù)或者出庫(kù)貨物單元數(shù)為：

(7-4)式中：—以秒計(jì)的平均作業(yè)周期。(2)分解平均法計(jì)算平均單作業(yè)周期單作業(yè)周期單作業(yè)周期是指堆垛機(jī)完成一次單入庫(kù)或單出庫(kù)作業(yè)所需要的時(shí)間ts

，參看圖7-21。

ts=t0+2ty+2·MAX(tx;tz)式中,t0——固定時(shí)間,如控制信號(hào)的獲取與轉(zhuǎn)換時(shí)間等(常數(shù));ty

——貨叉作業(yè)的伸、縮時(shí)間（常數(shù)）；MAX（tx；tz）——堆垛機(jī)行走時(shí)間tx和載貨臺(tái)升降時(shí)間tz中的最大值。

平均單作業(yè)周期由于對(duì)不同貨物作業(yè)時(shí)，堆垛機(jī)行走時(shí)間tx和載貨臺(tái)升降時(shí)間tz均不一樣，是隨機(jī)數(shù)。而to和ty為常數(shù)，平均單作業(yè)周期取決于tl的數(shù)學(xué)期望：E（tl）=l，ipi式中,pi——堆垛機(jī)到任何一個(gè)貨位揀取貨物的概率。由于堆垛機(jī)揀取貨位上的貨物是一個(gè)等概率事件，所以pi==常數(shù)

式中,m——貨位總數(shù)，m=。其中，F(xiàn)=L?H(貨架面積)；ΔF=Δx?Δz(貨位面積)。令tl=

MAX（tx；tz）,綜合上兩式可得：

E（tl）=（7-8）式中，t

l，i是比較堆垛機(jī)到第i個(gè)貨位取貨的時(shí)間tx和tz中后，所取的最大值，是單作業(yè)中堆垛機(jī)取貨（或放貨）運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間的一半。圖7-21堆垛機(jī)單作業(yè)周期的時(shí)間組成(a)堆垛機(jī)行走時(shí)間；(b)載荷臺(tái)升降時(shí)間；(c)貨叉作業(yè)時(shí)間1－堆垛機(jī)開(kāi)始處于準(zhǔn)備狀態(tài)，運(yùn)行速度為零；2－堆垛機(jī)加速啟動(dòng)；3－堆垛機(jī)以額定速度運(yùn)行；4－堆垛機(jī)減速；5－堆垛機(jī)慢行對(duì)位；6－堆垛機(jī)停止；ty－貨叉取(存)貨所需時(shí)間；tEP－堆垛機(jī)帶貨運(yùn)行到指定貨物所需時(shí)間；tPE－堆垛機(jī)空載運(yùn)行回到出入庫(kù)臺(tái)所需時(shí)間

另外，由于行走機(jī)構(gòu)和載貨臺(tái)啟動(dòng)、制動(dòng)和正常運(yùn)行，三個(gè)階段的速度不同，行走機(jī)構(gòu)速度v1、載貨臺(tái)速度v2也是時(shí)間t的函數(shù)，

為考慮問(wèn)題簡(jiǎn)單，將啟動(dòng)階段和制動(dòng)階段的速度線性化，v1=a1?t，v2=a2?（t1–t），并將啟動(dòng)加速度與制動(dòng)時(shí)的加速度取為一樣，即令圖7-22中的

a1=a2=a=（6-10）

圖7-22

堆垛機(jī)走行、升降速度與時(shí)間的關(guān)系

則在時(shí)間tl階段，堆垛機(jī)所走路程為l==v·t1--可得t1=（當(dāng)l時(shí))（7-11）

式中v=vmax=常數(shù)，a也為常數(shù)，則即為啟制動(dòng)階段所需時(shí)間，是對(duì)作出的修正。當(dāng)l時(shí)，圖6-22中的0，1，2，3組成一個(gè)以0，1/，2/為頂點(diǎn)的三角形，在這種情況下l=a·，所需要的時(shí)間為t1=由于式（7-11）所給出的t1要比上式算出t1的要大，所以應(yīng)該采用式（7-11）所給出的t1計(jì)算平均單作業(yè)周期的數(shù)學(xué)期望。由式（7-8）和式（7-11`）得

E（tl）=

（7-13）當(dāng)m時(shí)，，則平均單作業(yè)周期的數(shù)學(xué)期望為

E（tl）=當(dāng)時(shí)，E（tl）=（7-15當(dāng)時(shí)，E（tl）=（7-16特殊情況下，即當(dāng)w=1時(shí)，由式（6-15）或式（6-16）可得：E（tl）=(7-17)（堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)間一半）

當(dāng)w=1時(shí)，由w定義式可得，

也是堆垛機(jī)作業(yè)循環(huán)中，啟制動(dòng)時(shí)間的一半。將式（7-17）與式（7-11）做一比較，則有

即（7-20）由式（7-18）可得到

（7-21）

（7-22）

E（ts）=t0+2ty+2E（t

1）當(dāng)w=1時(shí)，E（ts）=t0+2ty++圖7-23

單作業(yè)周期計(jì)算的等效貨位式（7-20）和式（7-22）表明，當(dāng)w=1時(shí)，堆垛機(jī)作業(yè)的起點(diǎn)都在坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，貨架上的所有貨位都可等效到圖7-23所示的對(duì)角線上的位置，即，。故平均單作業(yè)周期為(3)平均復(fù)合作業(yè)周期復(fù)合作業(yè)周期是指堆垛機(jī)從出入庫(kù)臺(tái)取一件單元貨物送到選定的貨位，然后直接轉(zhuǎn)移到另一個(gè)給定貨位，取出其中的貨物單元，再回到出入庫(kù)臺(tái)所需的時(shí)間。也即從圖7-18(c)中所示的P點(diǎn)存放一件貨物，再到P/點(diǎn)取出一件貨物，最后回到出發(fā)點(diǎn)所需時(shí)間ts。

ts=t0+4ty+t

OP+tPP‘

+tP’O式中,t0——固定時(shí)間，如控制信號(hào)的獲取與轉(zhuǎn)換時(shí)間等（常數(shù)）；ty——貨叉作業(yè)的伸、縮時(shí)間（常數(shù)）；t

OP——從O點(diǎn)到P點(diǎn)的最大時(shí)間；tPP‘

——從P點(diǎn)到P′點(diǎn)的最大時(shí)間；tP’O——從P′點(diǎn)到O點(diǎn)的最大時(shí)間。圖7-24堆垛機(jī)復(fù)合作業(yè)周期的時(shí)間組成平均復(fù)合作業(yè)周期即ts

的數(shù)學(xué)期望值為

E（ts）=t0+4ty+E（t

OP）+

E（tPP‘）+E（tP’O）

（7-26）因P點(diǎn)或P’點(diǎn)可以是貨架上的任何一個(gè)貨位，若貨架上的貨位總數(shù)為m，則有

E（tOP）=（7-27）E（tP’O）=（7-28）其中的t

l，i和t

l，j已由式（7-17）中求出。還必須求出堆垛機(jī)從P點(diǎn)到P’點(diǎn)所需時(shí)間的數(shù)學(xué)期望值E(tPP‘)。根據(jù)等概率分布，從P點(diǎn)到P’點(diǎn)的概率pij=（i≠j）。