CN115027866A - 一种面向对象的立库控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面向对象的立库控制系统及控制方法，包括启动服务模块、入库任务模块、入库任务拆解模块、输送线任务下发子任务模块、完成监听输送线任务模块、堆垛机任务下发子任务模块、完成监听堆垛机任务模块；WCS系统和WMS系统交互，WMS系统知道用户所需要的托盘所在的位置，下达命令给WCS,WCS系统通过PLC程序驱动硬件将所需要的托盘取到，将PLC系统的状态及数据实时反映在本发明系统界面上；本发明提出的面向对象的立库控制系统通过在PLC端和WCS端都有取放货的算法，能最高效率的使用堆垛机；方便WMS系统对立库的管理。

Description

一种面向对象的立库控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及智能仓储管理控制领域，具体涉及一种WMS和底层PLC之间通过面向对象的形式设计的一种立库控制系统及控制方法。

背景技术

随着科技的不断发展，企业经营逐步迈入自动化时代，各种自动化设备如堆垛机、输送线、RGV、AGV等开始引进仓库管理中，目的是提高仓库作业的效率，节约管理成本，提高收益。而目前的仓库管理存在如下缺陷：

1、传统的平库托盘摆放杂乱、取放货不方便，堆垛机工作效率低；

2、WMS系统（仓库管理系统(Warehouse Management System)）不方便与PLC交互，与PLC交互会损耗系统的性能和空间，影响WMS系统的本职工作；

3、PLC的报警等相关信息不方便查看；

4、面向过程的方式编写的代码复用性比较差，代码结构不清晰，相关的功能维护较为困难，并且任务的管理和执行比较复杂。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提出一种面向对象的立库控制系统及控制方法。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种面向对象的立库控制系统，包括启动服务模块、入库任务模块、入库任务拆解模块、输送线任务下发子任务模块、完成监听输送线任务模块、堆垛机任务下发子任务模块、完成监听堆垛机任务模块；

所述启动服务模块用于将服务所需的固定不变的数据全都加载到系统缓存中，减少查询数据库的次数，提高服务的效率；将所有需要与PLC建立的连接关系先建立好，方便与PLC之间进行通讯；

所述入库任务模块用于根据读取的托盘码生成入库任务；

所述入库任务拆解模块用于将入库任务拆解为输送线任务或堆垛机任务；

所述输送线任务下发子任务模块用于判断输送线任务的子任务即出库任务或入库任务是否完成，完成则任务状态变为已下发；

所述完成监听输送线任务模块用于查询所有已下发状态的输送线任务，循环判断每一条输送线任务，监听每一条输送线任务是否完成，输送线任务完成后，将托盘的库存通过HTTP协议同步到WMS系统；

所述堆垛机任务下发子任务模块用于判断堆垛机状态是否是联机，并且是可以下发新任务的状态，如果可以则下发堆垛机任务；

所述完成监听堆垛机任务模块用于获取所有的已下发的堆垛机任务，监听堆垛机任务是否完成。

WCS系统和WMS系统交互，WMS系统知道用户所需要的托盘所在的位置，只需要下达命令给WCS,WCS系统能通过PLC程序驱动硬件将所需要的托盘取到。

本发明还提出了一种面向对象的立库控制方法，包括以下步骤：

S1：启动服务；启动服务模块将服务所需的固定不变的数据全都加载到系统缓存中；将所有需要与PLC建立的连接关系先建立好，方便与PLC之间进行通讯；启动每一个与任务相关的对象的线程；

所述系统为本发明所提出的一种面向对象的立库控制系统；

S2：生成入库任务；

通过读码器读取托盘码，入库任务模块生成入库任务；

S3：入库任务拆解；

当托盘运输到输送线末端的时候，入库任务拆解模块根据托盘码到WMS系统中获取托盘码上的货物信息，获取到适合的货位码；

判断起始点到指定的货位需要拆分成几段任务；

如果起始点是堆垛机的入库口，则拆分出一截堆垛机任务；如果起始点不在堆垛机入库口，则拆分成一截输送线任务和一截堆垛机任务；

S4：输送线任务下发子任务；

根据步骤S3拆解出的输送线任务，输送线任务下发子任务模块判断是出库任务还是入库任务；

如果是入库任务，判断输送线是否允许写入任务号和目的口；所述任务号是区分这批货和这条任务的唯一标识；所述目的口是输送线上的RGV要把托盘带到的入库口；

如果不允许则跳过，继续判断下一条输送线任务；

如果允许则写入任务号和目的口，写入成功，则呼叫RGV小车过来根据目的口将托盘接到指定的入库口，将此时任务的状态变为已下发，以避免相同的任务重复下发；

如果是出库任务，则直接写入任务号和目的口，写入成功则任务状态变为已下发，以避免重复下发，呼叫RGV小车，RGV小车计算最高效率的路线过来将托盘接走；

S5：完成监听输送线任务；

包括如下子步骤：

S51：查询所有已下发状态的输送线任务，循环判断每一条输送线任务，如果是入库任务，判断托盘是否到达了入库口最里面，避免出现托盘还在往里面走的过程中堆垛机来取货的情况，以避免造成撞货或者空取；

S52：判断终点读取的任务号是否和起点写入的任务号一致，如果一致则说明任务正确，此任务完成；如果不一致则说明任务错误，此任务未完成；

S53：任务完成后，将托盘的库存通过HTTP协议同步到WMS系统；

S54：判断此输送线任务完成后是否还有下一个输送线任务要执行，如果有下一个输送线任务要执行，则将输送线任务状态置为待执行，让其等待满足条件的时候继续执行；

S6：堆垛机任务下发子任务；

每一个堆垛机对象都有各自独立的线程，各个对象的线程工作的时候互相隔离互不干扰；

S61：每个堆垛机线程查询出属于自己的堆垛机任务，判断当前堆垛机是否有已下发的任务，如果有，则任务状态改为已下发；如果没有，则判断下一个任务是出库任务、入库任务还是库内移动任务；

S611：如果起点是货位，同时终点不是货位，则是出库任务；

判断起点是否为双伸位，如果是双伸位则判断双伸位外面的单伸位是否有货；

如果单伸位没有货则不触发移库任务；

如果单伸位有货则触发移库任务；

S6111：触发移库任务之前判断当前的巷道是否有移库任务，如果有移库任务则直接返回，以避免多个移库任务占用过多的货位，极限情况下可能会占用光所有的货位；如果没有移库任务则继续执行；

S6112：判断单伸位的货是否有出库任务，如果有出库任务则将出库任务的等级提高，让单伸位的货先出掉，以避免移库；

S612：如果起点是货位同时终点也是货位，则是库内移动任务；

判断起点是否含有双伸位，如果起点含有双伸位，触发库内移动任务；如果起点不含有双伸位，则不会触发库内移动任务；

S613：如果起点不是货位同时终点是货位，则是入库任务；

判断终点货位是否为双伸位，如果是双伸位，则判断单伸位是否有货；

如果单伸位有货，将本任务暂停然后触发库内移动任务，当库内移动任务完成的时候再打开原来暂停的任务让它继续执行；

如果单伸位没有货，则不触发库内移动任务；

S62：当判断不会触发库内移动任务的时候，判断堆垛机状态是否是联机，并且是可以下发新任务的状态，如果可以，则下发堆垛机任务，同时将任务状态改为已下发；

S7：完成监听堆垛机任务；

获取所有的已下发的堆垛机任务，

S71：判断堆垛机的任务号和当前任务的任务号是否一致，判断堆垛机是否放货完成，如果放货完成并且任务号一致，则代表堆垛机动作已完成，则WCS系统给堆垛机PLC程序完成确认的信号，告诉堆垛机WCS系统已经收到任务完成的信号，堆垛机可以执行下一条任务；同时将PLC系统的状态及数据实时反映在本发明系统界面上，并提供对PLC系统和产线的手动调试接口；

S72：WCS将对应的货物信息和库存信息的变更同步到WMS系统；

S73：判断是否有下一个任务，如果有则打开下一个任务；如果有因为移库任务暂停掉的其他堆垛机任务，当移库任务完成时也将原来的任务打开。

有益效果：

1、提高了取放货的效率，在PLC端和WCS端都有取放货的算法，能最高效率的使用堆垛机。

2、WCS系统与WMS系统进行信息交互，接受WMS系统的指令，并将其发送给PLC系统，从而驱动产线产生相应机械动作；间接实现了WMS系统与PLC的交互，方便WMS系统对立库的管理。

3、本发明所提出的面向对象的立库控制系统将PLC系统的状态及数据实时反映在系统界面上，方便查看PLC的报警等相关信息。

4、面向对象的方式提高了代码的复用性，可读性，易维护性。在新的项目中如果发现类似的设备，可以将对应的对象直接复制过来，稍作修改就可以使用。并且对象的方法、属性和参数都被封装到了类的内部，方便查找和维护。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

一种面向对象的立库控制系统，包括启动服务模块、入库任务模块、入库任务拆解模块、输送线任务下发子任务模块、完成监听输送线任务模块、堆垛机任务下发子任务模块、完成监听堆垛机任务模块；

所述启动服务模块用于将服务所需的固定不变的数据全都加载到系统缓存中，减少查询数据库的次数，提高服务的效率；将所有需要与PLC建立的连接关系先建立好，方便与PLC之间进行通讯；

所述入库任务模块用于根据读取的托盘码生成入库任务；

所述入库任务拆解模块用于将入库任务拆解为输送线任务或堆垛机任务；

所述输送线任务下发子任务模块用于判断输送线任务的子任务即出库任务或入库任务是否完成，完成则任务状态变为已下发；

所述完成监听输送线任务模块用于查询所有已下发状态的输送线任务，循环判断每一条输送线任务，监听每一条输送线任务是否完成，输送线任务完成后，将托盘的库存通过HTTP协议同步到WMS系统；

所述堆垛机任务下发子任务模块用于判断堆垛机状态是否是联机，并且是可以下发新任务的状态，如果可以则下发堆垛机任务；

所述完成监听堆垛机任务模块用于获取所有的已下发的堆垛机任务，监听堆垛机任务是否完成。

本发明还提出了一种面向对象的立库控制方法，包括以下步骤：

S1：启动服务；启动服务模块将服务所需的固定不变的数据全都加载到系统缓存中，并将所有需要与PLC建立的连接关系先建立好，方便与PLC之间进行通讯；启动每一个与任务相关的对象的线程；

所述系统为本发明所提出的一种面向对象的立库控制系统；

服务启动的时候，将服务所需的固定不变的数据全都加载到系统缓存中，可以减少查询数据库的次数，提高服务的效率；

S2：生成入库任务；

当有读码器的时候，通过读码器读取托盘码，入库任务模块生成入库任务；

当没有读码器的时候，通过PDA扫描托盘获取托盘码放到WMS系统中，入库任务模块生成入库任务；

根据托盘码是在哪个入库口入库的，可以根据入库口查出刚刚进入的是哪个托盘；

S3：入库任务拆解；

当托盘运输到输送线末端的时候，入库任务拆解模块根据托盘码到WMS系统中获取托盘码上的货物信息，获取到适合的货位码；

判断起始点到指定的货位需要拆分成几段任务；

如果起始点是堆垛机的入库口，则拆分出一截堆垛机任务；如果起始点不在堆垛机入库口，则拆分成一截输送线任务和一截堆垛机任务；

S4：输送线任务下发子任务；

根据步骤S3拆解出的输送线任务，输送线任务下发子任务模块判断是出库任务还是入库任务；

如果是入库任务，判断输送线是否允许写入任务号和目的口；所述任务号是区分这批货和这条任务的唯一标识；所述目的口是输送线上的RGV要把托盘带到的入库口；

如果不允许则跳过，继续判断下一条输送线任务；

如果允许则写入任务号和目的口，写入成功，则呼叫RGV小车过来根据目的口将托盘接到指定的入库口，将此时任务的状态变为已下发，以避免相同的任务重复下发；

如果是出库任务，则直接写入任务号和目的口，写入成功则任务状态变为已下发，以避免重复下发，呼叫RGV小车，RGV小车计算最高效率的路线过来将托盘接走；

S5：完成监听输送线任务；

包括如下子步骤：

S51：查询所有已下发状态的输送线任务，循环判断每一条输送线任务，如果是入库任务，判断托盘是否到达了入库口最里面，避免出现托盘还在往里面走的过程中堆垛机来取货的情况，以避免造成撞货或者空取；

S52：判断终点读取的任务号是否和起点写入的任务号一致，如果一致则说明任务正确，此任务完成；如果不一致则说明任务错误，此任务未完成；

S53：任务完成后，将托盘的库存通过HTTP协议同步到WMS系统；

S54：判断此输送线任务完成后是否还有下一个输送线任务要执行，如果有下一个输送线任务要执行，则将输送线任务状态置为待执行，让其等待满足条件的时候继续执行；

S6：堆垛机任务下发子任务；

每一个堆垛机对象都有各自独立的线程，各个对象的线程工作的时候互相隔离互不干扰；

S61：每个堆垛机线程查询出属于自己的堆垛机任务，判断当前堆垛机是否有已下发的任务，如果有，则任务状态改为已下发；如果没有则判断下一个任务是出库任务、入库任务还是库内移动任务：

S611：如果起点是货位，同时终点不是货位，则是出库任务；

判断起点是否为双伸位，如果是双伸位则判断双伸位外面的单伸位是否有货；

如果单伸位没有货则不触发移库任务；

如果单伸位有货则触发移库任务；

S6111：触发移库任务之前判断当前的巷道是否有移库任务，如果有移库任务则直接返回，以避免多个移库任务占用过多的货位，极限情况下可能会占用光所有的货位；如果没有移库任务则继续执行；

S6112：判断单伸位的货是否有出库任务，如果有出库任务则将出库任务的等级提高，让单伸位的货先出掉，以避免移库；

S612：如果起点是货位同时终点也是货位，则是库内移动任务；

判断起点是否含有双伸位，如果起点含有双伸位，触发库内移动任务；如果起点不含有双伸位，则不会触发库内移动任务；

S613：如果起点不是货位同时终点是货位，则是入库任务；

判断终点货位是否为双伸位，如果是双伸位，则判断单伸位是否有货；

如果单伸位有货，将本任务暂停然后触发库内移动任务，当库内移动任务完成的时候再打开原来暂停的任务让它继续执行；

如果单伸位没有货，则不触发库内移动任务；

S62：当判断不会触发库内移动任务的时候，判断堆垛机状态是否是联机，并且是可以下发新任务的状态，如果可以，则下发堆垛机任务，同时将任务状态改为已下发；

每一个堆垛机对象都有各自独立的线程，根据每个堆垛机线程查询出属于自己的堆垛机任务，根据不同属性的任务由不同的对象来处理，大幅度提高了堆垛机的工作效率。

S7：完成监听堆垛机任务；

获取所有的已下发的堆垛机任务，包括如下子步骤：

S71：判断堆垛机的任务号和当前任务的任务号是否一致，判断堆垛机是否放货完成，如果放货完成并且任务号一致，则代表堆垛机动作已完成，则WCS系统给堆垛机PLC程序完成确认的信号，告诉堆垛机WCS系统已经收到任务完成的信号，堆垛机可以执行下一条任务；

同时将PLC系统的状态及数据实时反映在本发明系统界面上，并提供对PLC系统和产线的手动调试接口；

S72：WCS将对应的货物信息和库存信息的变更同步到WMS系统；

S73：判断是否有下一个任务，如果有则打开下一个任务；如果没有下一个任务，则任务完成；如果有因为移库任务暂停掉的其他堆垛机任务，当移库任务完成时也将原来的任务打开。

WCS系统与WMS系统进行信息交互，接受WMS系统的指令，并将其发送给PLC系统，从而驱动产线产生相应机械动作；间接实现了WMS系统与PLC的交互，方便WMS系统对立库的管理；本发明所提出的面向对象的立库控制系统将PLC系统的状态及数据实时反映在系统界面上，方便查看PLC的报警等相关信息。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种面向对象的立库控制系统及控制方法，其特征在于：所述面向对象的立库控制系统包括启动服务模块、入库任务模块、入库任务拆解模块、输送线任务下发子任务模块、完成监听输送线任务模块、堆垛机任务下发子任务模块、完成监听堆垛机任务模块；WCS系统和WMS系统交互，WMS系统知道用户所需要的托盘所在的位置，只需要下达命令给WCS,WCS系统能通过PLC程序驱动硬件将所需要的托盘取到；

包括以下步骤：

S1：启动服务；将服务所需的固定不变的数据全都加载到系统缓存中；将所有需要与PLC建立的连接关系先建立好，方便与PLC之间进行通讯；启动每一个与任务相关的对象的线程；

S2：生成入库任务；

通过读码器读取托盘码，生成入库任务；

S3：入库任务拆解；

当托盘运输到输送线末端的时候，根据托盘码到WMS系统中获取托盘码上的货物信息，获取到适合的货位码；

判断起始点到指定的货位需要拆分成几段任务；

S4：输送线任务下发子任务；

根据步骤S3拆解出的输送线任务，判断是出库任务还是入库任务；

如果是入库任务，判断输送线是否允许写入任务号和目的口；

如果允许则写入任务号和目的口，写入成功，则呼叫RGV小车过来根据目的口将托盘接到指定的入库口，将此时任务的状态变为已下发，以避免相同的任务重复下发；

如果是出库任务，则直接写入任务号和目的口，写入成功则任务状态变为已下发，以避免重复下发，呼叫RGV小车，RGV小车计算最高效率的路线过来将托盘接走；

S5：完成监听输送线任务；

查询所有已下发状态的任务，判断终点读取的任务号是否和起点写入的任务号一致，如果一致则说明任务正确，此任务完成；如果不一致则说明任务错误，此任务未完成；任务完成后，将托盘的库存通过HTTP协议同步到WMS系统；

S6：堆垛机任务下发子任务；

每一个堆垛机对象都有各自独立的线程，每个堆垛机线程查询出属于自己的堆垛机任务，判断当前堆垛机是否有已下发的任务，如果有则返回不做任何处理；如果没有则判断下一个任务是出库任务、入库任务还是库内移动任务；

判断是否会触发库内移动任务，如果不会触发库内移动任务，判断堆垛机状态是否是联机，并且是可以下发新任务的状态，如果可以则下发堆垛机任务，同时任务状态改为已下发；

S7：完成监听堆垛机任务；

获取所有的已下发的堆垛机任务，堆垛机任务完成，WCS系统会给堆垛机PLC程序完成确认的信号，告诉堆垛机WCS系统已经收到了任务完成的信号，堆垛机可以执行下一条任务了；WCS将对应的货物信息和库存信息的变更同步到WMS系统。

2.如权利要求1所述的一种面向对象的立库控制方法，其特征在于：

步骤S3中，判断起始点到指定的货位需要拆分成几段任务；

如果起始点是堆垛机的入库口，只需要拆分出一截堆垛机任务；如果起始点不在堆垛机入库口需要拆分成一截输送线任务和一截堆垛机任务。

3.如权利要求1所述的一种面向对象的立库控制方法，其特征在于：

步骤S5中，包括如下步骤：

S51：查询所有已下发状态的输送线任务，循环判断每一条输送线任务，如果是入库任务，判断托盘是否到达了入库口最里面，避免出现托盘还在往里面走的过程中堆垛机来取货的情况，以避免造成撞货或者空取；

S52：判断终点读取的任务号是否和起点写入的任务号一致，如果一致则说明任务正确，此任务完成；如果不一致则说明任务错误，此任务未完成；

S53：任务完成后，将托盘的库存通过HTTP协议同步到WMS系统；

S54：判断此输送线任务完成后是否还有下一个输送线任务要执行，如果有下一个输送线任务要执行，则将输送线任务状态置为待执行，让其等待满足条件的时候继续执行。

4.如权利要求1所述的一种面向对象的立库控制方法，其特征在于：

步骤S6中，包括如下步骤：

S61：每个堆垛机线程查询出属于自己的堆垛机任务，判断当前堆垛机是否有已下发的任务，如果有，则则任务状态改为已下发；如果没有则判断下一个任务是出库任务、入库任务还是库内移动任务；

S62：当判断不会触发库内移动任务的时候，判断堆垛机状态是否是联机，并且是可以下发新任务的状态，如果可以，则下发堆垛机任务，同时将任务状态改为已下发。

5.如权利要求4所述的一种面向对象的立库控制方法，其特征在于：

步骤S61中，包括如下步骤：

S611：如果起点是货位，同时终点不是货位，则是出库任务；

判断起点是否为双伸位，如果是双伸位则判断双伸位外面的单伸位是否有货；

如果单伸位没有货则不触发移库任务；

如果单伸位有货则触发移库任务；

S612：如果起点是货位同时终点也是货位，则是库内移动任务；

判断起点是否含有双伸位，如果起点含有双伸位，触发库内移动任务；如果起点不含有双伸位，则不会触发库内移动任务；

S613：如果起点不是货位同时终点是货位，则是入库任务；

判断终点货位是否为双伸位，如果是双伸位的话，则判断单伸位是否有货；

如果单伸位有货，将本任务暂停再触发库内移动任务，当库内移动任务完成的时候打开原来暂停的任务让它继续执行；

如果单伸位没有货，则不触发库内移动任务。

6.如权利要求5所述的一种面向对象的立库控制方法，其特征在于：

步骤S611中，包括如下步骤：

S6111：触发移库任务之前判断当前的巷道是否有移库任务，如果有移库任务则直接返回，以避免多个移库任务占用过多的货位，极限情况下可能会占用光所有的货位；如果没有移库任务则继续执行；

S6112：判断单伸位的货是否有出库任务，如果有出库任务则将出库任务的等级提高，让单伸位的货先出掉，以避免移库。

7.如权利要求1所述的一种面向对象的立库控制方法，其特征在于：

步骤S7中，包括如下步骤：

S71：判断堆垛机的任务号和当前任务的任务号是否一致，判断堆垛机是否放货完成，如果放货完成并且任务号一致，则代表堆垛机动作已完成，则WCS系统给堆垛机PLC程序完成确认的信号，告诉堆垛机WCS系统已经收到任务完成的信号，堆垛机可以执行下一条任务；同时将PLC系统的状态及数据实时反映在本发明系统界面上，并提供对PLC系统和产线的手动调试接口；

S72：WCS将对应的货物信息和库存信息的变更同步到WMS系统；

S73：判断是否有下一个任务，如果有则打开下一个任务；如果有因为移库任务暂停掉的其他堆垛机任务，当移库任务完成时也将原来的任务打开。