自动化立体仓库规划方案

发布时间：2017-09-29 作者：王嘉李志伟来源：设计与计算

关键字：自动化立体仓库立体仓库

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立体仓库出现于第二次世界大战之后，现代化大生产的发展和科学技术的进步促进了立体仓库的发展。

（2）标准件库

标准件库共存储13 735种物品，按照13 735个货位计算，标准垂直提升货柜有7 200个货位。

图6 垂直提升货柜

图7 垂直提升货柜

则需要配备的货柜数量为：13 735=7 200=1.9台

只需配备2台货柜即可满足标准件库的存储需求。

（3）备件库

备件库共存储2 934种物品，按2 934个货位计算，标准垂直提升货柜有7 200个货位。

则需要配备货柜数量为：2 934=7 200=0.4台

只需配备1台货柜即可满足备件库的存储需求（见表3）。

3.6投资估算

经以上计算，总共需配置5台垂直提升货柜，每台货柜的占地面积2 500 mmx800 mmx 13 000 mm（长x宽x高），每台价格45万元，共计需要225万元（注：含安装调试费和运费，但不含税费）。

3.7流程设计

自动化立体仓库的人库、出库流程是关系到立体仓库进出物流效率的关键，关系到自动化立体仓库的工作效率及整个项目的成败，所以在设计阶段需要经过多方的调研与讨论，并且需要结合以往建设的立体仓库的物流程序的经验与教训。

表3 垂直提升货柜配置表

（1）入库流程

标准件、备件经汽车（或其它运输方式）运输到达仓库，经验质合格后，仓库人员在系统中输人物料信息（生产指令ID、产品代码、生产批号、追溯码、数量等），并使用无线手持终端，扫描托盘码，建立产品与托盘的对应关系，人库员确认无误后，发出人库指令，系统按设定的原则分配货位，叉车司机将托盘放到与所分配货位对应的人库链式输送机上，托盘在链式输送机上经系统扫描确认无误后，再由堆垛机运送到指定货位储存。也可采用先将人库货物放在任意巷道的人库链式输送机上，然后再分配货位的流程。无论采用上述哪一种人库方式，都必须保证入库货物与系统数据100%相对应，应坚决避免人工操作导致的错误，并保证作业效率满足实际需求。

产品出库后产生的空托盘由人工叠盘，组垛后的空托盘由叉车搬运至相应的链式输送机上人库存放，人库货位既可以由系统自动分配，也可以由操作人员指定。

人库原则：均匀分布、从下到上、从近到远等，可以在人库时进行设置或更改。

（2）出库流程

出库操作员根据料单在系统中录人出库单，审核后系统根据事先设定的出库原则产生拣货清单。

整盘出库叉车司机根据出库站台上LED的显示信息将产品搬运到备货区域或装车位置，发货员按打印出的装车清单进行数量的清点，确认无误后装车出库。

部分出库在出库端的左侧设置有输送机，堆垛机在取货并将货物放到左侧的输送机上后应立即返回高架库执行下一次取货指令，拣货员捡选完毕并按确认按钮后，由堆垛机将拣选后的托盘搬回到高架库内，如此循环操作。所有操作信息应在出库端的LED显示屏上详细显示，用来指导拣货员进行拣选。有时，为了拣选方便，操作员会更换托盘，对此应在更换后采用适当方式，重新建立产品与托盘的对应关系，并更新数据库的存储信息。

出库原则：先进先出，由系统优先选择最早生产批号的产品出库。

3.8控制系统

根据以往经验，控制系统是整个立体仓库系统中维护保障难度最大的部分，PLC、操作站、监控站等设备是关系到立体仓库能否正常、平稳运行的关键，在设计阶段应结合储运部对仓库设备的使用需要，提出相关控制系统主要设备的技术要求。

（1） PLC

系统PLC应由仓储设备的供货厂家配套供货，采用西门子57-300系列可编程控制器，配置以太网通讯模块与其它系统通讯，本体接收数据由供货方负责接人、组态，本体输出的信号或其它需在本体采集的信号由供货方负责提供所有相关的技术资料。同时，要求使用工业以太网与上位机系统进行连接以实现实时监控。在设计硬件配置方案时应考虑足够的富裕量，该项目中的PLC硬件按巧%的I/0余量，50%的内存余量，10%的空槽位，网络通信负载率按续20%的要求配置。

（2）操作站

系统包括一个操作站，计算机采用DELL或联想工控机，每台工控机的配置标准不得低于表4的配置要求。

上位组态软件选用RSVIEW， PLC编程软件采用STEP 7；操作站计算机不少于3台，另外还要配备2台打印机。

（3）监控站

监控站采用RSVIEW组态软件，点数余量不低于20%，负责完成数据处理，参数设定，数据采集等功能，以及编制生产过程流程图，显示设备运行状态，显示故障报警及完成人机对话等。

监控站的监控画面以满足其经不太明显。对比端口进料时，支管1、支管2的左侧均有较为明显的回流漩涡区，锐缘效应仍比较大。当采取中间进料时，由于进料端口与主管垂直，海水进人主管时与圆形主管壁碰撞后向两侧返流，形成两股流速较大的湍流区。之后湍流区与主管中流体混合，由于边界层区域的影响，管壁处混合较慢，管道主体处混合较快（见图14）。由于在支管6处靠近管壁的混合区域，混合尚未均匀，流速仍然较大，流经支管口处的停留时间较短，进人支管流量较少。而在达到支管7处时，混合区域的影响已经减弱，流速更加均匀，在支管口的停留时间加长，进人支管的流量明显增大，造成支管7的流量明显高于支管6处的流量。

图14 中间进料时流速矢量图

3结语

本文利用Fluent软件模拟计算了蒸发器喷淋管路的9种流场，并就各支管的流量分布情况进行了分析，得到如下结论：

（1）端口进料时各支管的流量分布具有如下规律：距离主管进料端口越近，支管流量越小，主管末端附近流量较大。

（2）随着主管管径的增大，各支管间的流量偏差减小。主管管径较大时其流速减慢，在进料口附近支管口的停留时间增加，流体进人支管流量增大，同时支管的回流漩涡区域明显减小。当主管管径}125 mm时，最大支管流量是最小支管流量的3.79倍，而当管径增至X250 mm时，最大支管流量仅比最小支管流量高15%。

（3）保持主管管径及进料量不变，减小支管管径、增大支管数量可使各支管间流量的均匀性提高。该方案有益于较为快速地降低主管流速，增加海水进人人口附近支管的流量。当支管管径由X40mm降低至X20 mm后，支管流量的相差比例67%降低至33%0

（4）采取主管中间进料的设计方案时，各支管流量呈对称性分布，进料口两侧支管位置的海水流量较低，之后流量迅速增大且各支管间流量偏差较小。

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