1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1、自动化立体仓库国内外的发展现状

随着科学技术和工业生产的飞速发展,现代物流技术领域内出现了一种新型仓储方式——自动化立体仓库(简称为自动化仓库)。自动化立体仓库一般指由高层货架、物料搬运设备、控制和管理设备及公用设施等部分组成的，并用自动化物料搬运设备进行货物出、入库作业的仓库^[1]。

巷道式堆垛机是自动化立体仓库中的核心物流搬运设备，是随着自动化立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，其用途是在自动化立体仓库的货架巷道间来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格，或者将货架上的货物运送到巷道口。

1.1.1.国外研究及发展现状

第二次世界大战之后，自动化立体仓库开始产生。20世纪50年代初，美国首次出现了高架立体仓库。1963年，美国率先将计算机控制技术融入到高架自动化立体仓库中，并建立了第一座由计算机控制的自动化立体仓库。接着美国和欧洲迅速发展自动化立体仓库技术。20世纪60年代中期，日本开始研究建设自动化立体仓库，并且后来居上，成为世界上目前拥有自动化立体仓库最多的国家之一^[2]。以自动化功能齐全的立体仓库取代传统的普通房式仓库目前己成为世界仓储建设发展的潮流。据不完全统计,美国拥有各种类型的自动化立体仓库20000多座,日本拥有38000多座,德国拥有10000多座,英国有4000多座^[3]。

目前，自动化仓库大致经历了四代的发展,并逐步向第五代过渡,20世纪60年代产生了第一代机械式立体仓库系统,实现了搬运的机械化;到70年代末期,随着可编程控制器PLC等设备在立体仓库中的应用,第二代自动化仓库系统实现了控制自动化;到本世纪80年代末,计算机技术的异军突起及其在自动化仓库系统中的成功应用,产生了第三代集成化立体仓库系统;进入90年代,出现了第四代智能型立体仓库系统,该类仓库系统不仅实现了对出、人库任务和仓库信息的全自动处理,而且还可根据生产计划报表分析、制定出所需材料与劳动力,并智能产生库存量调整建议。此外,随着电子数据交换EDI技术的日臻完善,目前,自动化仓库系统逐步向第五代“3I”仓库系统过渡^[3]。

1.1.2.国内研究及发展现状

上世纪70年代初期，我国开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库。1980年，由北京机械工业自动化研究所等单位研制建成的我国第一座自动化立体仓库在北京汽车制造厂投产。从此以后，立体仓库在我国得到了迅速的发展^[4]。

我国的自动化立体仓库大致经历了以下几个阶段：

1973-1985年，属于起步阶段，这一阶段完成了系统的研制与应用，但由于国家经济发展的限制，应用比较有限。

1986-1998年，属于初步发展阶段，基于PLC控制的第二代立体仓库系统开始建立，总数超过200套，应用领域慢慢扩展到医药、化工、机械、烟草等。

1999-2005年，属于高速发展阶段，以联想电脑公司研发的基于激光测距的自动化物流系统作为第三代技术，立体仓库的建立迅速扩张，市场运用数量总共达到约500套左右。

2006-2010年，属于成熟应用阶段，市场需求量每年平均以90套左右快速增长，到2010年底，市场保有量超过1000座^[2]。

据不完全统计，目前我国已建成的立体仓库有1300座左右，其中全自动的立体仓库有500多座，其中高度在12米以上的大型立体仓库有180座，这些自动化的仓库主要集中在烟草、医药保健品、食品、通讯和信息、家具制造业、机械制造业等传统优势行业。在此基础上我国对仓库的研究也向着智能化的方向发展^[5]。

1.2、研究（设计）的目的

在自动化立体仓库中，堆垛机是最为关键的物流作业设备，是货物运输系统的核心^[6]。目前，我国的自动化仓库数量正在飞速增长，也在向着整体智能化的方向前进，因此，设计一种能够稳定应用，性能优良的堆垛机，是自动化仓库发展过程中的重点问题。本次设计的目的，就是设计一个合理可靠的巷道式堆垛机的自动控制系统，实现堆垛机的自动存取货控制，存取货行进过程变频调速自动控制，以及简单的存取货路径优化。

1.3、研究（设计）的意义

随着科学技术的的发展，以及经济全球化的推进，全球各地的货物流转量也变得越来越大，物流工程也成为了全球科学发展的重点领域，这其中自动仓储装置即自动化仓库也成为了一种发展趋势^[7]。目前世界上自动化仓库已经进入智能化发展阶段，而我国的发展程度与世界相比还有不小的差距，因此设计仓库智能控制系统对我国现阶段发展具有很重要的意义。而在仓库控制系统中，堆垛机控制系统占了很大的比重，可以说它的合理的加减速控制、精确的定位设计以及优良的故障诊断系统是实现堆垛机高效率、高准确度、高度安全性运行的重要因素，对提高自动化立体仓库的整体运行效率有重要的意义^[8]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1、研究（设计）的基本内容

本次设计要求对自动化立体仓库堆垛机控制系统的控制技术进行设计。完成系统的硬件实现和软件设计。重点研究plc控制，确定设计方案，完成各功能单元的结构设计，参数计算和元件选择。

设计内容如下：

3. 研究计划与安排

第1～3周完成开题报告和英文翻译；

第4周 完成总体技术方案设计；

第5周完成硬件选型；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]中国仓储协会仓储设施与技术应用委员会. 自动化立体仓库应用及发展展望[j]. 物流技术与应用.2013(4)：106-108

[2]胡晓惠.基于plc的液晶行业立体仓库自动控制系统的设计与实现[d].北京：北京工业大学.2016

[3]周奇才．基于现代物流的自动化立体仓库系统（as/rs）管理及控制技术研究[d]．四川：西南交通大学．2002