智能仓储立库储位优化改造设计

智能仓储立库储位优化改造设计

师虹 1 ，谢珍 2

国网新疆有限公司营销服务中心，乌鲁木齐 830000

摘要：智能仓储立体库房存储是计量检定过程中非常重要的一环，其储位利用率直接影响表计的检定效率。本文针对计量中心立体库房仓储储位利用率低、回库方式单一等问题，从系统结构改造、硬件设计、软件设计三方面进行了改造设计。通过采用SIEMENS S7-300编程软件以及PLCSIM仿真软件实现了系统控制与调试，从而达到提高仓储储位利用率的目的。

关键词：储位利用率、SIEMENS S7-300、PLCSIM、回库方式

0.引言

国网新疆计量中心担负着全疆电能计量装置资产全寿命周期的管理，目前计量中心仓储立库周转箱的储位原则是：合格表箱成垛入库，不合格表箱单相回库，因此，合格周转箱绝大部分以满跺形式占用储位，不合格周转箱以一箱占用一个储位，占用储位资源。

本文结合中心智能立体库房储位占用的情况，从周转箱回库方式上对现有回库方式进行改造，从而有效减少储位的占用，提高智能仓储的利用率，使得表计管理工作更加高效

1 设计思路

1.1问题的提出

目前仓储储位占用不满的情况主要包括三种：一是不合格周转箱每满一箱就回库，占用一个储位；二是当存在任务切换时，中止的任务合格线不满跺直接回库占用储位的情况；三是本身任务结束了但是没有满跺合格箱回库的情况。

立库周转箱的存储容量为344520只单相表，这是储位满跺的情况下的储备量，当不合格表位单箱占用储位时，存储能力就大大消减。可能会出现大量的无法入库的表计，这对计量中心的检定工作的各个环节会带来不同程度的影响，并且不定期的人为干预进行储位调整是很大的一种投入，不利于仓储系统的稳定。

1．2研究思路

本次设计的主要思路就是在现有流水线回库部分加入不合格周转箱码垛机和滚筒线缓存区以及移栽机，利用S7-300PLC软件，实现对周转箱不同情况下的回库控制，从而提高储位利用率。

主要实现的功能有：当执行单一任务时，对于合格与不合格电能表周转箱分别进行码垛回库，当任务结束不满跺时直接回库；

当两任务切换时，不合格/合格箱可以实现一方缓存，一方码垛回库；若为三任务切换时，可以缓存两个任务，对第三个任务进行码垛回库，再依次实现缓存任务的码垛回库。

2. 系统结构设计

此次改造所需硬件组成包括：光电开关、扫码器、滚筒线、码垛机、移栽机、计数器、计时器， 其分布位置平面图如图2所示。设计原则是保留原有的合格码垛机的位置不变，将新增码垛机设置于主回路侧边，这样既不影响原有的码垛回库效率，同时又可以对少数的不合格箱进行码垛。

图2 硬件分布位置平面图

3 硬件设计

此次设计CPU选用s7-300 CPU313C，电源模块选用PS 307 2A， PLC外部接线图如图3所示：

图3 PLC外部接线图

4 软件设计与仿真

此次系统在利用S7-300设计的同时采用S7-PLCSIM进行系统仿真，主要的调试与仿真结果如下：

1. 周转箱进入回库状态

图4 周转箱进入回库状态仿真

当周转箱到达光电开关1处时，I0.0开关接通， Q0.0滚筒线电机M1输出接通；当周转箱到达光电开关2处时，I0.1开关接通，Q0.0滚筒线电机M1停止，Q2.0移栽机1和Q0.1滚筒线电机M2接通。

2. 周转箱合格与否判定

图5 不合格周转箱判定仿真

当周转箱到达扫码器1 的位置时，I1.3接通，若是不合格周转箱M0.1通，则Q2.1移栽机M2和Q0.3滚筒线电机M6正转接通；同样的，若为合格箱则Q1.0滚筒线电机M3接通。

3.任务切换

当两个任务切换时，即任务1中止，任务2开始，若中止任务1不满跺，则其不合格箱进入缓存区一，合格箱进入缓存区三，任务2进行码垛回库；当三个任务切换时，即任务1、任务2中止，任务三开始，若任务1、任务2不满跺，则不合格箱分别进入缓存区一、二，合格箱分别进入缓存区三、四；若任务中止时，满跺则继续回库，不进行缓存。

当任务2中止信号发出时，计数器C1、C2分别判断不合格/合格周转箱不满跺时，进入各自缓存区。

不合格周转箱码垛机1不满跺时，滚筒线电机M6正转；同样的合格箱码垛机2不满跺时，滚筒线电机M7正转输出。

4、释放缓存区任务

当缓存任务继续时，不满跺周转箱回到码垛机，继续码垛，当达到限高时，进行放行回库。

以中止任务1继续信号发出时为例，滚筒线M5反转释放缓存区一不满跺周转箱，滚筒线M8反转释放缓存区三合格不满跺周转箱。

当不合格的周转箱到达扫码器2时，滚筒线M6反转，滚筒线M5反转停止，当不合格周转箱回到码垛机1时，滚筒线M6反转停止，继续码垛，当达到限高即满跺时，放行回库；同理，缓存区三的不满跺合格箱回到码垛机2进行继续码垛。

5.结束语

本文基于PLC控制技术对目前计量中心立体库房仓储储位占用提出了一种改造控制系统。从结构设计到硬件、软件等实现了对仓储利用率的提升，并结合实际电能表检定情况，实现了多任务切换下的周转箱高效回库，使得仓储储位的利用率得到极大的提高和改善。

参考文献

[1] 马丁. 西门子PLC200_300_400应用程序设计实例精讲[M].北京：电子工业出版社，2008.

[2] 杨依领，谢龙汉. 西门子S7-300PLC程序设计及应用[M].北京：清华大学出版社,2014.

[3] 罗萍，罗志勇，岂兴明，周丽芳. 西门子S7-300 400 PLC工程实例详解[M].北京：人民邮电出版社,2012.