狼人综合色,国内精品久久久久影院老司,色婷婷电影

原標題：自動化立體倉庫wcs的設計與實現!

前言

作為典型的自動化物流倉儲設備之一，自動化立體倉庫在各行業中的應用越來越廣泛，它代替了傳統的平面倉庫和貨架,通過充分利用空間高度，增加了相同占地面積上的可用存儲空間;通過堆垛機和貨叉的移動，實現了由物到人的便捷存取;通過配套信息管理系統，提高了庫房及物料管理的工作效率和信息化程度。自動化立體倉庫的主體由貨架、堆垛機、輸送機及操作控制系統組成，可引入agv小車完成托盤或料箱的流轉及搬運任務,提高了整個系統的自動化程度，能同時完成物料的存取及信息存儲功能。這其中，操作控制系統主要由倉庫控制系統(wcs)和wms組成，在自動化立體倉庫系統中起著主導性的作用。

wcs是倉庫控制系統(warehousecontrolsys-tem)的縮寫。wcs是介于wms系統和可編程控制器(plc)系統之間的一層管理控制系統。它與wms系統進行信息交互，接收wms系統發來的指令，進行空間計算和任務優先級調配之后,將其發送給plc系統，從而驅動自動化立體倉庫及輸送設備觸發相應的機械動作。它可以將plc系統的狀態及數據實時采集并反映在軟件界面上，方便用戶進行手動操作及監控設備的實時狀態。wcs通常由wcs服務器、wcs控制工作站兩部分組成氣服務器負責與wms或其他系統的信息交互,同時負責維護后臺數據庫。控制工作站作為自動化立體倉庫的核心控制系統，負責向相關機械設備發送執行指令及獲取設備的實時狀態,并及時上報至服務端。

wcs體系架構

wcs系統的整體架構采用四層結構自上至下進行構建,分別為:應用層、服務層、功能層和數據層。

應用層:系統應用的前端形式，可根據客戶需求進行不同平臺的搭建。應用層負責用戶界面的呈現和數據信息的顯示，以及部分控制功能的入口，不對業務邏輯或數據操作進行處理。

服務層:與設備的通訊需要搭建plc通訊服務，完成plc狀態信息的讀取和操作指令的寫入;數據庫訪問服務完成系統內部管理和控制信息的記錄及讀取;可視化效果的實現需要具備資源文件讀寫和加載服務；wcs與外部上游管理系統（wms、erp、sap、mes等）或控制系統（pda.rfid、pad、led等）進行信息交互和指令下達，通過外部系統接口完成服務。

功能層:結合具體的業務邏輯，針對特定的設備任務進行操作，負責對訪問服務調用的數據模型進行處理，完成數據的管理和應用功能的實現。

數據層:針對plc狀態點進行數據采集,創建持久化的數據模型，供服務訪問和功能調用。針對數據庫對象實體進行存儲和管理，完成編程對象和數據庫表之間的映射。

通過該架構的設計，使得軟件系統結構的劃分更為明確，在保證功能模塊獨立完整的同時降低了耦合度;有助于開發團隊分工合作，促進合作開發和資源共享，解決了協同開發過程中的沖突問題;提高了各功能模塊的可復用性，使得開發成本和后期維護成本都大大降低。

wcs功能實現

wcs的核心功能模塊如圖2所示。

任務調度模塊:對上游系統發送的自動出入庫任務及自身發起的手動出入庫任務生成隊列，并按照插入優先級進行排序，如設備發生報警，可對隊列進行新和清空等操作。

手動控制模塊:包括手動岀入庫任務的發起，對巷道進行封鎖，控制輸送機進行移動,對設備報警進行總體恢復。

設備監控模塊:包括整體布局俯視動態圖，堆垛機水平移動實時位置監控,提升機實時高度顯示，控制模式顯示，移動設備的速度、加速度、功耗、運行時長、電流值,存儲空間分布，料箱或托盤狀態,以及部分關鍵plc狀態點顯示。

參數設置模塊:包括貨位初始化及禁用操作，料箱或托盤的初始化及凍結操作,plc通訊必要參數配置和數據庫服務必要參數設置等。

系統管理模塊:包括用戶角色創建及賬號密碼管理,角色權限分配及配置，系統出入庫操作日志記錄及查詢，設備報警記錄瀏覽及檢索，針對出入庫頻次、料箱使用頻次、設備報警頻次等數據的統計圖表.

系統流程設計

wcs可根據實際需求接入掃描槍、rfid、pda等眾多周邊設備,接口對接方式眾多，應囊括絕大部分市面主流的數據對接方式,例如,webservices數據庫中間表、socket報文、rest、http協議等，并可根據客戶實際需求完成數據及功能接口的定制開發。下面以與wms對接為例進行說明,wcs服務檢測到數據表中記錄發生變化，根據操作類型識別出入庫操作類型，根據料箱號和取貨口號進行設備動作指令發送,根據任務狀態進行作業條件變更。出入庫流程如圖3所示。

圖3wcs與wms對接流程

項目案例

(1)項目簡介：

客戶為煙臺某集橡膠油封、ptfe油封、聚氨酯高壓油封等產品的研發、制造于一體的專業化公司。通過為其提供雙存儲位的自動化立體倉庫設備,并在項目中運用本文設計的wcs,對其共計1500多種規格的系列產品進行管控，包括減振器油封、發動機油封、氣門油封、傳動系統油封、車橋油封、轉向系統油封、軸承油封、液壓缸油封等的原材料、半成品和成品。該項目wcs設計與實現,使倉庫的岀入庫、調撥、庫存轉移和庫存盤點等日常業務都能夠穩定、高效地進行，并能夠應對多用戶協同使用和任務交叉排序的情況，促進了客戶的信息化建設和智能生產。

(2)技術路線：

首先，以本文提出的架構搭建思路作為整體設計的前提。其次，基于客戶實際的業務特點進行需求分析，對客戶的實際功能需求和業務流程進行了歸納總結，完成信息架構的搭建。然后，在wcs系統整體的設計階段分別對架構、功能和數據結構進行設計。相對于傳統wcs系統,本項目的wcs在常規架構基礎上加入了數據感知服務，通過異步方式完成plc信息狀態的獲取。在通過訂閱機制獲取plc狀態的基礎上，結合sqldependency技術實現任務的異步更新和優先級排序，從而完成任務的拆分、調度和優化。在系統的實現階段，采用mvvm模式搭建系統基礎框架,并基于opcua標準模型進行改造和建模，提升了通訊接口的實時性和通用性。另外,為了規范整個物流系統內所有硬件設備的通訊格式和協議標準，采用相對更容易序列化和較為主流的json文件格式進行傳輸和交互。在任務分解的過程中，結合自身設備和現場物流環境的特點，將堆垛機、傳輸線、agv的任務作為一個完整任務的三個獨立單元，根據實際情況進行組合和協調。在設備調試和用戶后期使用過程中，對wcs系統功能和性能展開了測試與分析，通過用戶真實使用環境下的實際操作和編寫測試用例方式相結合進行測試，針對用戶體驗進行了部分優化和調整。

(3)架構設計：

應用層:應用層主要針對ui進行設計和客戶端開發，實現用戶和業務流程及后端數據的接入及交互。本項目采用wpf進行客戶端開發，并利用其mvvm模式進行模塊解耦。viewmodel層為view層和model層的中間傳遞層，它將前端view層所需展示的數據從model層中進行獲取和轉化,并完成傳遞。同時,viewmodel層還可以針對前端用戶指令和功能接口進行業務流程的封裝。數據的更新、增加和刪除等實際操作則交由model層來完成，在完成持久化操作的同時，還可感知數據綁定視圖的信息和狀態變化,并在發生變化時通知view-model層執行相應的操作。

服務層:針對plc信息獲取的服務以plc供應商提供的opcua服務作為基礎，針對具體功能流程服務進行自主開發，包括plc通訊、路徑規劃、任務生成和分解、入庫單據服務、庫位存儲服務、電子標簽服務等功能。將上述功能進行整合并形成通用功能服務,整體層次以功能流程為基本單位,針對具體業務進行開發。該過程需要使用服務的通信組件，使每個服務將自己提供給其他服務使用。

功能層:該層主要完成核心業務功能，同時將設備控制動作進行串聯，完成設備與軟件功能的交互,針對不同的功能需求進行邏輯處理和指令響應。根據客戶的需求和設備的動作流程，按照設備的每個獨立結構和功能單元進行模塊劃分，控制輸送線和堆垛機運動的模塊為內部傳輸模塊;控制外形檢測、稱重的部分為檢測模塊;控制agv的模塊為搬運模塊。

數據層:數據層是系統數據訪問與操作的接口，包括數據庫存儲和資源文件的存儲等。根據客戶要求，數據庫采用sqlserver注行搭建，并利用redis進行緩存和遠程字典服務。針對兩種數據庫的操作進行通用化封裝,形成數據庫操作組件，供各個功能模塊進行調用。

(4)功能設計：

根據系統的架構設計，將整體wcs系統劃分為功能模塊:基礎管理、庫位管理、任務調度、agv管理、設備監控。

基礎管理包括用戶管理、角色管理、權限管理。用戶管理對系統用戶的基本信息進行增、刪、改、査,超級管理員賬戶可對普通操作用戶進行管理，普通操作用戶可對自己的密碼進行修改。角色管理可使管理員對普通用戶的角色進行劃分和分配,如管理員、操作員、審計員等。權限管理結合角色管理進行用戶行為的限制和歸類，如托盤的使用權限分配、操作功能入口的可進入限制等。

庫位管理是對當前自動化立體倉庫所有庫位進行序列化生成和管理，對其他設備外部的平庫貨架、虛擬貨區進行定義和劃分，釆用統一的編碼規則進行界定和標識。在推薦入庫貨位時,根據每個貨位的狀態和位置，可以配合agv及堆垛機完成路線優化。結合用戶權限，可針對庫位進行用戶分配、狀態變化，通過“禁用”和“啟用”功能來規定某貨位是否能放置托盤，通過“凍結”和“解凍”功能來規定某托盤是否能用于出入庫操作。

任務管理包括任務的生成、插入、排序、刪除、轉化等。根據任務操作類型的不同和涉及的硬件設備不同，進行整體任務的串聯和調度。在每一條任務生成時，對當前時間進行序列化，并在當前數據庫中最新任務的基礎上進行追加，生成流水號與當前任務綁定，從而保證任務的性。如遇到出庫任務為內側料箱，需要將外側料箱首先進行轉儲,則生成一條轉儲類型的子任務，同當前父任務一同插入任務隊列，隊列中所有任務根據優先級進行排序。另外，為了防止任務意外沖突和死鎖，為用戶提供了人工追加和刪除任務的功能按鈕。

agv管理分為agv調度、agv本體檢測、工作站管理、充電站管理、通訊站管理和接駁點管理等。通過webapi方式進行通訊，實現點位部署、agv配置、搬運任務生成與調度、交通管制、整體日志管理等功能。

設備監控實現針對當前任務隊列的顯示、所有硬件設備實時狀態的顯示、用戶操作軌跡的實時顯示、物流設備整體運動狀態的可視化。得益于本設計架構的良好兼容性，在整體可視化系統的實現方式選擇時，既可采用二維也可采用三維的方式進行開發。由于本項目涉及的堆垛機較多，且堆垛機兼顧巷道較多,故采用二維俯視圖的方式進行展示,用戶可觀測到每個硬件設備的實時位置和移動速度。

結語

本文介紹了自動化立體倉庫wcs的體系架構和核心功能，探討了其系統流程，并以某客戶項目為案例進行了設計思路驗證。文中闡述的設計架構和搭建方法已經在多個實際項目中交付客戶并通過驗證,對同類軟件系統具有一定的參考意義。然而,本文中wcs在與plc通訊時采用的是基于opcua的交互方式，依賴于plc供應商提供的opcua服務器構建的服務環境,訂閱plc的狀態點數量為500個,超過上限之后會出現短時間內斷線無法重連的情況。可以通過自主研發opc服務來解決這一問題，同時應用服務器冗余守護進程機制，構建冗余狀態機,對系統進行故障處理，提高了系統的可靠性。