1引言

智能倉(cāng)儲(chǔ)是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中迅速發(fā)展的一個(gè)重要組成部分。二維倉(cāng)庫(kù)集機(jī)械﹑電子﹑控制﹑計(jì)算機(jī)等技術(shù)于一體，具有勞動(dòng)強(qiáng)度低、科技含量高、空間利用率高、貨物存取效率高和自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。而plc功能強(qiáng)大，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，維修方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。完全滿(mǎn)足立體倉(cāng)庫(kù)工作環(huán)境和控制系統(tǒng)的要求。單個(gè)移動(dòng)裝料點(diǎn)如何對(duì)二維料倉(cāng)進(jìn)行智能裝料在日常的生產(chǎn)生活中有多處應(yīng)用，如立體車(chē)庫(kù)、高爐礦槽裝料、加工產(chǎn)品入庫(kù)等。

2系統(tǒng)分析

2.1料倉(cāng)組問(wèn)題

二維料倉(cāng)組裝載結(jié)構(gòu)如圖1所示。二維料倉(cāng)設(shè)有料位檢測(cè)，橫向和縱向移動(dòng)裝料點(diǎn)均有位置檢測(cè)，移動(dòng)裝料點(diǎn)可根據(jù)料倉(cāng)料位(或有無(wú)工件)情況確定裝料，也可根據(jù)分類(lèi)情況進(jìn)行分類(lèi)裝料。目前較容易實(shí)現(xiàn)的控制方式是根據(jù)檢測(cè)元件反映的料倉(cāng)情況或分類(lèi)情況，人工操作(遠(yuǎn)程或就地操作)移動(dòng)裝料點(diǎn)到選定裝料位置。但是這種裝料方法的人員操作強(qiáng)度大，選倉(cāng)隨意性大，各料倉(cāng)是否實(shí)現(xiàn)合理利用與操作水平有直接關(guān)系，且較容易出錯(cuò)。

圖1料倉(cāng)組結(jié)構(gòu)

2.2智能裝料選倉(cāng)原則

如何實(shí)現(xiàn)智能料倉(cāng)裝料問(wèn)題，從而降低人工操作強(qiáng)度，提高工作效率及精準(zhǔn)性，實(shí)現(xiàn)科學(xué)選倉(cāng)。智能選倉(cāng)根據(jù)以下原則：

(1)料倉(cāng)滿(mǎn)倉(cāng)(或已裝入元件)不裝料，如果在裝料過(guò)程中料倉(cāng)已滿(mǎn)，移動(dòng)裝料點(diǎn)自動(dòng)尋找未滿(mǎn)(或未裝入元件)倉(cāng)裝料。

(2)料倉(cāng)未裝料(或未裝入元件)優(yōu)先裝料，如果在裝料過(guò)程中，二維料倉(cāng)組中其它料倉(cāng)出現(xiàn)空倉(cāng)，可以設(shè)置成移動(dòng)裝料點(diǎn)馬上移動(dòng)到空倉(cāng)上裝料(適用于立體料倉(cāng)組中空倉(cāng)出現(xiàn)不頻繁的情況，可以盡量保證每個(gè)倉(cāng)不空倉(cāng)，提高料倉(cāng)利用率)，或者繼續(xù)完成本料倉(cāng)裝料(適用于空倉(cāng)頻繁出現(xiàn)的情況，這樣可以避免移動(dòng)裝料點(diǎn)頻繁移動(dòng)，減少設(shè)備損耗)。

(3)如果二維料倉(cāng)組中沒(méi)有出現(xiàn)滿(mǎn)倉(cāng)和空倉(cāng)，裝料順序可以根據(jù)設(shè)置的優(yōu)先級(jí)別，依次為立體料倉(cāng)組中料倉(cāng)裝料。

(4)如果二維料倉(cāng)組中同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)空倉(cāng)，裝料順序可以根據(jù)設(shè)置的優(yōu)先級(jí)別，依次為立體料倉(cāng)組中空倉(cāng)裝料。

(5)如果全部料倉(cāng)裝滿(mǎn)，則停止二維料倉(cāng)組裝料。

2.3設(shè)計(jì)原則

按以上原則進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了料倉(cāng)裝料過(guò)程的智能化，要實(shí)現(xiàn)以上原則，數(shù)學(xué)模型有以下問(wèn)題要解決：

(1)裝料點(diǎn)的自動(dòng)選擇。在人工選定裝料點(diǎn)的情況下，不存在自動(dòng)選擇的問(wèn)題，但是在自動(dòng)裝料的情況下，需要根據(jù)裝料點(diǎn)的選擇原則和優(yōu)先次序，確定裝料點(diǎn)，而這個(gè)過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，不同的時(shí)間二維料倉(cāng)組的狀態(tài)不同，系統(tǒng)必須做出正確的決定。

(2)移動(dòng)裝料點(diǎn)的控制。確定裝料點(diǎn)后，根據(jù)移動(dòng)裝料點(diǎn)現(xiàn)有位置，做出判斷，確定移動(dòng)裝料點(diǎn)移動(dòng)方向和停止位置。

針對(duì)以上問(wèn)題，我建立了一種二維料倉(cāng)組的智能裝料的控制方法，解決了以上問(wèn)題。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

智能化立體料倉(cāng)內(nèi)均設(shè)置有滿(mǎn)料位h、空料位l;移動(dòng)裝料點(diǎn)在裝料位置設(shè)有位置開(kāi)關(guān)檢測(cè)w11～wnn。

(1)立體料倉(cāng)的選擇，設(shè)置布爾型變量s11～snn，與料倉(cāng)一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)sxy=1時(shí)，移動(dòng)裝料點(diǎn)將移動(dòng)至x行y列的料倉(cāng)裝料。當(dāng)sxy=0時(shí)，移動(dòng)裝料點(diǎn)不會(huì)移動(dòng)至該料倉(cāng)裝料。唯一時(shí)間立體料倉(cāng)組內(nèi)只會(huì)有一個(gè)料倉(cāng)對(duì)應(yīng)的sxy=1，確定哪個(gè)料倉(cāng)的sxy=1，就是智能選倉(cāng)的過(guò)程。對(duì)于單個(gè)料倉(cāng)，sxy值設(shè)置過(guò)程流程圖如圖2所示[1]。

圖2sxy值設(shè)置流程圖

圖2所示的流程圖中，end表示在一個(gè)掃描周期了內(nèi)，本次檢測(cè)結(jié)束。在plc程序中用梯形圖來(lái)編制控制程序是比較簡(jiǎn)單的，在plc的一個(gè)掃描周期內(nèi)，可以對(duì)立體料倉(cāng)組內(nèi)所有料倉(cāng)進(jìn)行一次檢測(cè)，先被掃描的料倉(cāng)即為立體料倉(cāng)組中優(yōu)先級(jí)別高的料倉(cāng)。在選擇時(shí)，可根據(jù)x方向與y方向的位置確定其先后順序，如：對(duì)應(yīng)的sxy值的x+y之和較小的優(yōu)先級(jí)高，當(dāng)sxy值的x+y之和相等時(shí)，可設(shè)定x較小(亦可設(shè)定y較小)的優(yōu)先級(jí)高。當(dāng)然，使用別的控制器也可以用本控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)二維立體料倉(cāng)的智能裝料的選擇。

(2)確定裝料的料倉(cāng)后，下一步是將移動(dòng)裝料點(diǎn)移動(dòng)至被選定的裝料倉(cāng)的位置。

設(shè)置與料倉(cāng)個(gè)數(shù)相等數(shù)據(jù)寄存器。根據(jù)上述優(yōu)先級(jí)別對(duì)每個(gè)料倉(cāng)進(jìn)行編號(hào)，分別為1、2、3……，優(yōu)先級(jí)別的高低按從小號(hào)到大號(hào)排列。分別將編號(hào)數(shù)傳入與料倉(cāng)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中，如優(yōu)先級(jí)別最高的料倉(cāng)數(shù)據(jù)寄存器為d0，將編號(hào)1傳入到數(shù)據(jù)寄存器中。另外再增加兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器d100(d100為前面料倉(cāng)未用到的數(shù)據(jù)寄存器)用于儲(chǔ)存當(dāng)前正在加料的料倉(cāng)編號(hào)，另一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器d101(d101為前面料倉(cāng)未用到的數(shù)據(jù)寄存器)存儲(chǔ)sxy=1的料倉(cāng)編號(hào)。比較這兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器存儲(chǔ)的編號(hào)的大小，如果d100中的編號(hào)數(shù)大于d101中的編號(hào)數(shù)，說(shuō)明有料倉(cāng)高于當(dāng)前加料的料倉(cāng)優(yōu)先級(jí)的料倉(cāng)，移動(dòng)裝料點(diǎn)移動(dòng)到d101中編號(hào)對(duì)應(yīng)的料倉(cāng)位置；如果d100中的編號(hào)數(shù)小于d101中的編號(hào)數(shù)，說(shuō)明當(dāng)前加料的料倉(cāng)高于另一料倉(cāng)優(yōu)先級(jí)的料倉(cāng)，先對(duì)當(dāng)前加料料倉(cāng)進(jìn)行加料，當(dāng)前料倉(cāng)加完后再移動(dòng)移動(dòng)裝料點(diǎn)對(duì)另一料倉(cāng)進(jìn)行加料；如果d100中的編號(hào)數(shù)等于d101中的編號(hào)數(shù)，說(shuō)明移動(dòng)裝料點(diǎn)已經(jīng)移動(dòng)到裝料倉(cāng)，移動(dòng)裝料點(diǎn)不再移動(dòng)。

移動(dòng)裝料點(diǎn)的移動(dòng)控制是在每個(gè)掃描周期內(nèi)，可以將移動(dòng)裝料點(diǎn)的位置與預(yù)期位置轉(zhuǎn)化為兩個(gè)值進(jìn)行比較，從而確定移動(dòng)裝料點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路線。

4結(jié)束語(yǔ)

二維智能倉(cāng)儲(chǔ)控制可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高料倉(cāng)利用率高，增加裝料精度，從而提升工作效率。此方法可根據(jù)不同生產(chǎn)中的實(shí)際需要，來(lái)確優(yōu)先級(jí)別，實(shí)現(xiàn)不同的裝料方式。這對(duì)降低生產(chǎn)成本，提高自動(dòng)化程度是很有意義的