自动化仓储实训控制系统的设计与实现.docx

摘要

进入新世纪以来，互联网+带来的巨大变化对物流仓储领域中的自动化控制技术提出了新的要求。如何应对并处理这新的机遇和矛盾，认真把握好第四次工业革命对物流仓储控制系统技能人才的需求，快速培养出适应社会与企业发展需要的自动化物流仓储高技能人才，已成为当前技工教育改革与发展的重大研究课题。因此，设计与实现一套自动化仓储实训控制系统具有重要的理论和实际应用价值。在研究自动化物流仓储控制技术在国内外发展状况的基础上，对目前社会上应用比较广泛的自动化物流仓储设备的工作过程和生产特点进行了调查，提炼和浓缩出比较典型的工作任务；设计了自动化物流仓储实训控制系统的整体工艺过程，详细分析并阐述了设计方案，研究了硬件组成及元器件选型等，最后又对实训控制系统的关键技术进行了详细研究。通过以工作过程为导向的实验实训，强化对复杂自动化物流仓储控制系统的设计、安装、调试与维护等综合职业能力，满足自动化物流仓储类、机电类、电气类等相关专业的教学和实训要求。

关键词：自动化仓储；实训控制系统；工业控制网络

第一章绪论

1.1研究背景与意义

中国的改革开放已使我国从农业大国变成工业大国，但还达不到工业强国的标准。因为一方面我国在专业控制技术方面相对落后，另一方面物流与仓储管理落后，特别是物流仓储成本较高。因此，我国的物流和仓储企业迫切需要采用先进的自动化控制技术，提高运行效率和管理水平，加快信息化建设。

近年来随着互联网的快速发展，物流仓储行业也迎来了快速发展期，有关物流仓储的投资规模也迅速增长，从2001年的几百亿元增加到2016年的近万亿元，这也说明了仓储物流行业需要高度自动化的装备。

虽然我国的物流仓储行业发展较快，但起步较晚，与欧美发达国家相比，仍然处于初级水平，并且这一差距近些年来呈现逐步扩大的趋势。分析其原因，首当其冲是制造业成本占比较高，其次一个重要原因就是物流仓储设备自动化程度较低、管理效率较底。所以，研究与发展物流仓储自动化设备有很大的潜力。

据统计，过去十几年间，国内自动化物流仓储设备市场以每年超过20%的速度增长，并且随着工业4.0和智能制造技术的发展，到2022年自动化物流系统市场规模将突破2600亿元。

目前，人力资源成本不断增高，如何实现物流仓储自动化，以便降低企业的人力资源成本，已成为一个重要的研究课题。对于制造业来说，有统计数据表明，物流仓储成本在其整个成本中所占比重相对较大，通常要超过制造成本的一半以上。所以，提高物流仓储的自动化水平将会大大提高产品的市场竞争力，也会提高企业的效益。随着大量研发资本的投入，自动化物流仓储技术日益成熟，设备类型越来越多，大中小型自动化物流仓储设备一应俱全。并且设备生产商可根据企业的实际情况进行个性化设计，以满足社会的不同需求。

面对新世纪物流仓储领域新的发展变化，我们应如何应对并处理物流仓储领域新的机遇与矛盾，认真把握好第四次工业革命对物流仓储控制系统技能人才的需求，快速培养出适应社会与企业需要的大量的和物流仓储岗位相关的高技能人才，成为当前技工教育改革与发展的重大研究课题。

目前，在新的机遇下，快速培养出具有物流仓储技术的专业技能人才已非常紧迫，越来越多的技工院校已经开设以培养物流仓储操作、安装、维护与设计的高技能人才为目标

的课程体系，建立开放型、多功能的自动化物流仓储控制系统实训室已经成为必不可少的环节。

1.2国内外的研究现状

随着社会化大生产和专业化分工越来越细，物流仓储产业加速促进了社会经济发展，是“第三利润”的源泉，是检验一个国家或企业现代化发展程度的标志之一，也是衡量一个国家国际竞争力的重要标志之一。

美国是世界上最先研发与应用自动化物流仓储系统的国家，它从1959年开始研究。随着计算机技术的发展，美国在1963年率先把计算机控制技术引入自动化物流仓储的控制管理系统中，从此物流仓储设备的自动化水平大大提高。此后，欧美一些发达国家和亚洲的日本注意到物流仓储设备的自动化、高速化、信息化所带来的巨大效益便迅速跟进，80年代后，自动化物流仓储技术在世界各国迅速发展。

20世纪70年代我国的自动化物流仓储系统才开始研制，不仅起步较晚而且发展比较缓慢，直到1973年才研制出第一座由计算机控制的自动化立体仓储，相较于美国整整落后了10年，系统投入运行则落后更多。随着国家对科技发展的重视，大量研发资金的投入，我国的自动化物流仓储技术才逐渐成熟，但与先进国家技术相比，设备的高速性、工艺、可靠性等方面还有较大的提高空间。

我国的很多行业都要用到自动化物流仓储设备，像机械、医药、烟草等行业。随着国家经济持续的良性发展，许多行业、企业都需要大量的自动化物流仓储设备，所以未来市场需求巨大。2012年，随着和自动化物