摘要：自动化立体仓库作为现代物流系统的重要组成部分,是一种多层存放 货物的高架仓库系统,它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出货 物的系统。它是现代工业社会持续健康发展的高科技产物,对提高生产率、减少相关成本有着 重要意义。这篇文章着重叙述了有关自动化立体仓库的设计。

  根据货格尺寸确定后，只要知道货架的排数、列数、层数和巷道宽度，即可 计算其总体尺寸的思路进行以下计算：

  假设选用的托盘尺寸为 1100mm×1100mm，深度为 15cm；货位间的间隙为 5cm；货架与托盘的间隙为 5cm；柱子的厚度为 10cm；货物的高度为 1m 且其离 上层间的间隙为 5cm；选择巷道的宽度为 1.4m。

  假设仓库的高度为 40m，则可以计算出货架的层数=仓库的高度/1 个货格的

  1．设计任务 （1）仓储机架设计，确定自动化立体仓库的设计 方案，设计一个有四层、12 仓位的立体仓库，

  其中 0 号位为停车起始位置，1 到 12 号分别 为停车位。 （2）控制系统硬件设计，控制器采用可编程控制 器；设计 PLC 硬件电路图及元器件选型配置。

  和手动工作方式，有必要的连锁保护， PLC 程序流程图、以及程序设计，包括手动控制和 自动控制、取货物、送货物等程序。

  2．要求 （1）绘制机架机械结构图，硬件接线图；控制流 程框图及其它原理图。 （2）撰写设计说明书，并附程序清单及其功能注 释。 （3）调试控制程序。

  国际物流中心的业务对象涉及纺织、家电、通讯、机械等行业，要求仓储系统具有较 大的柔性。为提高土地的利用率，国际物流中心仓储系统以自动化立体库为主体，同时考虑 货柜式货架、立式旋转货架、平库结合的规划设计的具体方案，以适应不同货物存储的需求。

  国际物流中心基地根据发展需要建设自动化立体仓库。自动化立体仓库设计规模为占

  地面积 12000 平方米，20 个巷道，层数 18,共计 64800 个标准货位＜表 1 库区规划一览表

  ■:货品 纺织成品、电视机、分体空调（室内、室外）、柜 式空调（室外）、窗式空调、微机、服务器、显示 器、家电零备件、计算机零备件、摩托车零备件、 汽车零备件等 纺织材料、柜式空调（室内）、大型电视机、冰箱、 冰柜、摩托车零备件、汽车零备件等 冰箱、冰柜、摩托车零备件、汽车零备件、 家电零备件等 汽车、摩托车轮胎

  XX 国际物流中心的业务对象涉及纺织、家电、通讯、机械等行业，要求仓 储系统具有较大的柔性。为 提高土地的利用率，XX 国际物流中心仓储系统以自 动化立体库为主体，同时考虑货柜式货架、立式旋转货架、 平库结合的规划设计 方案，以适应不同货物存储的需求。

  XX 国际物流中心基地根据发展需要建设 自动化立体仓库。自动化立体仓库 设计规模为占地面积 12000 平方米，20 个巷道，层数 18,共计 64800 个标准货 位。

  纺织成品、电视机、分体空调（室内、室外）、 柜 一期 5 个巷道 建筑高度 24

  件、汽车零备件等 纺织材料、柜式空调（室内）、大型电视机、 冰 箱、冰柜、摩托车零备件、汽车零备件等

  根据物流中心业务的特点，提供每天 24 小时服务，但考虑到出入库的频率， 设计中按 每天 20 小时计算。

  随着企业的持续稳定开展，经济全球化步伐也迅速加快，我国的工业也出 现了翻天覆地的变化，一方面高科技的加工工艺越来越得到推广，加工效率也 得到了大大的提高。与此同时原有的物流和仓储系统已不能满足新形势的要求, 建立一个集物流、信息流和资金流于一身的自动化物流管理中心,从而降低企业 综合物流本钱,提高企业综合效益便成为目前亟待解决的问题。自动化立体仓库 是指在不直接进行人工处理的情况下, 自动地完成物品仓储和取出的系 统, 它以高层立体货架为主体, 以成套搬运设备为根底, 是集自动控制技 术、通信技术、机电技术于一体的高效率、大容量存储机构。PLC 作为一种工 业控制计算机, 具有模块化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处 理能力、多种控制功能、网络技术和优越的性价比等性能, 是目前广泛应用的 控制装置之一。自动化立体仓库的出现, 实现了仓库功能从单纯保管型向综合 流通型的转变， 而且自动化立体仓库是现代物流与仓储系统的重要组成局部， 具有货物存取效率高和自动化程度高、很强的入出库能力等优点。而 PLC 功能 强大，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便，易于实现机电一体化。完全满足 立体仓库工作环境和控制管理系统的要求。。 但是由于立体仓库前期投入大，需要专业人才从事维护，维持费用高， 只有资 本雄厚的企业才会重视立体仓库，本钱成为立体仓库开展的限制因素，因此如 何降低立体仓库的本钱或者设计中小型立体仓库自然成为重中之重更利于推广 与普及。本设计就是针对那些中小型企业而设计的采用三菱 FX1N 系列 PLC 作 为核心控制元件的中小型字体仓库，而且结构可以灵活调整，它既可以是单排

  1.1 仓库背景资料: 1、年吞吐量为110万件货物,供货率98％，进货提前期为2天，订货周期

  为3天，库存安全系数 f s = 2。05，供货偏差为σ=3，每个任务的填充数100件、 每年周转12次；

  2、仓库每年工作300天；每天工作8个小时，其中3小时入库,5小时出库； 3、仓库规划空间:长140m＊高22m； 4、本仓库收发货物为料箱货物，外型尺寸为400mm*300mm＊300mm, 料箱货物质量30kg； 5、本仓库存储单元为托盘货物,托盘尺寸为1000mm*1200mm＊ 150mm； 6、本仓库要求全部采用直径为 100mm 的辊道式输送机系统进行出入库搬 运；辊道长度参数及间距如下表。

  7、货架系统要求使用横梁式或牛腿式；货位深度取 1； 8、要求巷道式堆垛机不转轨设计; 9、通道宽度要求 1.5——1.8m 之内； 10、要求托盘长边朝向巷道。

  1.2 库存量规划 库存的货物越多，则支持特定客户的存货可得性也就越大，调整

  预测误差的能力也就越强，但安全库存的水平却提高了，根据概率的大数定 理，对于给定的供货率η =98％ ，查表得库存安全系数 f s = 2。05 ，则

  自动化立体仓库又简称高层货架仓库（简称高架仓库），一般是因为 采用了几层、十几层乃至几十层的货架来储存单元货物，由于这类仓库能 充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“立体仓库”。 自动化仓库系统(AS／RS－Automated storage and retrieval system) 是不需人工处理的情况下能自动存储和取出物料的系统。这个定义涵盖了 不同复杂程度及规格的极为广泛的多样的系统。 自动化立体仓库就是采用高层货架存放货物，以巷道堆垛起重机为主， 结合入库与出库周边设备来进行自动化仓储作业的一种仓库。 自动化立体仓库的功能： （1）大量储存，一个自动化立体仓库拥有货位数可以达到30万个，可储 存30万个托盘，以平均每托盘储存货物1吨计算，则一个自动化存取系统可 同时储存30万吨货物。 （2）自动存取，自动化仓库的出入库及库内搬运作业全部实现由计算机 控制的机电一体化作业。 （3）可以扩展到分类、计量、包装、分拣、配送等功能。

  自动化立体仓库的优点：  能较好地满足特殊仓储环境的需要,保证货品在整个仓储过程的安全运行, 提高了作业质量;  由于采用了高层货架和自动化管理系统,大大提高了仓库的单位面积利用 率,提高了劳动生产率,降低了劳动强度；  减少了货物处理和信息处理过程的差错；  能够合理有效地进行库存控制；  便于实现系统的整体优化。 自动化立体仓库的缺点： 结构复杂,配套设备多,需要的基建和设备投资很大； 货架安装精度要求高,施工比较困难,而且施工周期长； 储存货品的

  随着经济全球化步伐的加快，物流供应链中蕴藏的巨大潜力越来越引起人们的 注意。而物流中心则是物流供应链中重要的枢纽之一。它是接受并处理下游用 户的订货信息,对上游供应方的大批量货物进行集中储存、加工等作业，并向下 游进行批量转运的设施和机构。而实现这些功能的直接执行机构包括:

  (3) 各种输送机(辊道输送机、链条输送机、皮带输送机、升降移载机、提 升机等)

  作为物流中心的重要组成部分，自动化立体仓库（Automatic Storage & Retrieval System)直接影响到企业领导者制定的战略和计划、指挥和调整企业 的行动。这里，简单谈一下它的设计步骤，一般分为以下几步：

  一、收集、研究用户的原始资料，明确用户所要达到的目标，这些原始资 料包括：

  1、明确自动化立体仓库与上游、下游衔接的工艺过程，2、物流要求:上游 进入仓库的最大入库员、向下游转运的最大出库量以及所要求的库容 量;3、物 料的规格参数:物料的品种数、物料包装形式、外包装尺寸、重量、保存方式及 其它物料的其它特性;4、立体仓库的现场条件及环境要求；5、用户对 仓库管 理系统的功能要求；6、其它相关的资料及特殊要求。

  随着企业现代化规模的不断扩大，物流业的快速发展，仓库单层库存的物 流系统的重要组成部分，人工翻找的存储形式已经不能够满足实际要求。立体仓 库已成为不可缺少的重要部分的生产物流系统，机器人和堆垛机的关键设备。 所谓的立体仓库基层十几层，甚至几十层高的货架单元装载货物的仓库或库， 货物搬运到的货物装卸设备（机器人）。

  立体仓库空间利用率高，强进库容量，采用计算机控制管理，帮助企业实 现现代化的管理功能，已成为不可或缺的企业仓储物流和生产管理技术，越来 越多的企业的生存。自动化的高货架仓库的应用范围广泛，几乎遍布所有行业。 在中国，工业自动化高层货架仓库应用主要是机械，冶金，化工，航空航天， 电子，医药，食品加工，烟草，印刷，配送中心，机场，港口等。

  自动化立体仓库，也被称为高架仓库 AS / RS（自动存储和检索系统），自 动存取系统。这是常用的层，十几层，甚至几十层高的货架，自动材料处理设 备，仓库货物出库和仓储业务。立体仓库通常立体货架堆垛机的铁路隧道，一 个存储托盘输送机系统，尺寸检测条码阅读系统，通信系统，自动控制管理系统， 计算机监控系统，计算机管理系统以及其他如电线，电缆桥架配电辅助设备橱 柜，托盘，调节平台，钢结构平台的复杂的自动化系统。使用一流的综合物流 理念，使用先进的控制总线，通信和信息技术，通过以上设备的协调行动，按 照指定的用户的需求完成货物自动有序，快速，准