【文章內(nèi)容簡介】 的通信功能，而且還能實現(xiàn)可視化的界面操作，這樣強大的功能函數(shù)很好的解決了 PLC 與上位計算機之間的通信，將這 兩 者 有機的結(jié)合起來，實現(xiàn)我們想實現(xiàn)的各種功能。 3. SQL Server 2020 SQL Server 2020 是一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) ， 它最初是 由 Microsoft Sybase和 AshtonTate 三家公司共同開發(fā)的 ， 于 1988 年推出了第一個 OS/2 版本 。 在 Windows NT 推出后 ， Microsoft 與 Sybase 在 SQL Server 的開發(fā)上就分道揚鑣了 ， Microsoft 將 SQL Server 移植到 Windows NT。 SQL Server 2020 是 Microsoft 公 司推出的 SQL Server 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的最新版本 ， 該版本繼承了 SQL Server 版本的優(yōu)點 ， 同時又比它增加了許多更先進的功能 ， 具有使用方便 、 可伸縮性好 、 相關(guān)軟件集成程度高等優(yōu)點 ， 可跨越從運行 Microsoft Windows 98 的 便攜式 電腦到運行 Microsoft Windows 2020 的大型多處理器的服務(wù)器等多種平臺使用。 SQL Server 2020 的特性包括： （ 1） Inter 集成 SQL Server 2020 數(shù)據(jù)庫引擎提供完整的 XML 支持。它還具 有構(gòu)成最大的 Web 站點的數(shù)據(jù)存儲組件所需的可伸縮性、可用性和安全功能。 SQL Server 2020 程序設(shè)計模型與 Windows DNA 構(gòu)架集成，用以開發(fā) Web 應(yīng)用程序，并且 SQL Server 2020 支持 English Query 和 Microsoft 搜索服務(wù)等功能， 在 Web 應(yīng)用程序中包含了用戶友好的查詢和強大的搜索功能。 （ 2） 可伸縮性和可用性 同一個數(shù)據(jù)庫引擎可以在不同的平臺上使用，從運 行 Microsoft Windows 98 的便攜式電腦，到運 行 Microsoft Windows 2020 數(shù)據(jù)中心版的大型多處理器服務(wù)器。 SQL Server 2020 企業(yè) 版支持 聯(lián)合服務(wù)器、索引視圖和大型內(nèi)存支持等功能，使其得以升級到最 大 We b 站點所需的性能級別。 （ 3） 企業(yè)級數(shù)據(jù)庫功能 SQL Server 2020 關(guān)系數(shù)據(jù)庫引擎支持當今苛刻的數(shù)據(jù)處理環(huán)境所需的功能。數(shù)據(jù)庫引擎充分保護數(shù)據(jù)完整性，同時將管理上千個并發(fā)修改數(shù)據(jù)庫的用戶的開銷減到最小。 SQL Server 2020 分布式查詢使您得以引用來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，就沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 好象這些數(shù)據(jù)是 SQL Server 2020 數(shù)據(jù)庫的一部分，同時分布式 事務(wù)支持充分保護任何分布式數(shù)據(jù)更新的完整性。復(fù)制同樣使您得以維護多個數(shù)據(jù)復(fù)本，同時確保單獨的數(shù)據(jù)復(fù)本保持同步。可將一組數(shù)據(jù)復(fù)制到多個移動的脫接用戶，使這些用戶自主地工作，然后將他們所做的修改合并回發(fā)布服務(wù)器。 （ 4） 易于安裝、部署和使用 SQL Server 2020 中包括一系列管 理和開發(fā)工具 ， 這些工具可改進在多個站點上安裝、部署、管理和使用 SQL Server 的過程 。 SQL Server 2020 還支持基于標準的、與 Windows DNA 集成的程序設(shè)計模型 ， 使 SQL Server 數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫的使用成為生成強大的可伸縮系統(tǒng)的無縫部分。這些功能使您得以快速交付 SQL Server 應(yīng)用程序，使客戶只需最少的安裝和管理開銷即可實現(xiàn)這些應(yīng)用程序。 （ 5） 數(shù)據(jù)倉庫 SQL Server 2020 中包括析取和分析匯總數(shù)據(jù)以進行聯(lián)機分析處理 (OLAP) 的工具。 SQL Server 中還包括一些工具，可用來直觀地設(shè)計數(shù)據(jù)庫并 通 過 English Query 來分析數(shù)據(jù)。 SQL Server 2020 共有 4 個版本，分別是個人版 、 標準版 、 企業(yè)版和開發(fā)版 。 綜上所述特性，我選擇了 SQL Server 2020 個人版作 為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。 課題任務(wù)及要求 本次設(shè)計的 基于 PLC的物流倉庫系統(tǒng)主要有三部分組成， PLC具體操作控制部 分、將物流倉庫的存儲信息保存到數(shù)據(jù)庫部分和用 VC++編程實現(xiàn)與 PLC和數(shù)據(jù)庫的動態(tài)連接部分。 具體的任務(wù)要求如下： （ 1） 在電氣控制方面，可以通過目前市面上比較流行的各類晶體管輸出的西門子 S7200PLC采集各種傳感器信號，對步進電機和直流電機進行較復(fù)雜的位置控制及時序邏輯控制，實現(xiàn)倉位定位和送 /取動作（ X、 Y軸完成倉位定位， Z軸完成送/取動作）。既在下位機，通過西門子 S7200PLC實現(xiàn)物 流倉庫系統(tǒng)的控制功能。 （ 2） 在上位機通過數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存儲和顯示，實時監(jiān)控倉庫信息。 （ 3） 使系統(tǒng)具有倉庫智能管理功能。 課題 內(nèi)容及安排 本文 對 基于 PLC 的物流倉庫系統(tǒng) 設(shè)計進行 了 詳細 的 介紹 ，共分五章。第 1 章 簡要介紹了整個課題的研究背景 、 要點 、 相關(guān)工具 及整個任務(wù)的要求安排 ；第 2 章是沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 針對此次課題的任務(wù)進行方案論證， 重 點 說 明了 通信 部分 ： VC++與 PLC 通信 ；第3 章 簡單 介紹了 基于 PLC 的物流倉庫系統(tǒng)設(shè)計 的硬件設(shè)計， 主要說明了需要注意的關(guān)鍵問題 ；第 4 章 具體 闡述了 基于 PLC 的物流倉庫系統(tǒng)設(shè)計 的軟件設(shè)計， 包括 PLC操作控制 、 VC++界面 監(jiān)控 、數(shù)據(jù)庫 設(shè)計 、 PC 與 PLC 通信和數(shù)據(jù)庫 訪問 ； 第 5 章對模塊 軟件調(diào)試和 整體連接后軟件調(diào)試 的結(jié)果進行了具體的分析和說明 ； 最后，對全文進行了總結(jié)和展望。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 第 2章 基于 控制 PLC 的物流倉庫 管理 系統(tǒng) 的總體方案 論證 當前市面上的物流倉庫管理系統(tǒng) 主要有 基于 RFID 技術(shù)的物流倉儲管理系統(tǒng) 、基于 PLC 控制的物流倉庫管理 系統(tǒng) 等等 。 我們 分別來看一下這兩種系統(tǒng) : 1） 基于 RFID 技術(shù)的物流倉儲管理系統(tǒng) RFID 射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。 RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。 RFID 是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個詢問器（或閱讀器）和很多 應(yīng)答器（或標簽）組成。 RFID 技術(shù)在倉儲管理系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用 為： 應(yīng)用 RFID 技術(shù)的倉儲管理系統(tǒng)核心是放置貨物的托盤上設(shè)置一個感應(yīng)器，相應(yīng)在倉庫各入口的通道處設(shè)置 RFID 讀取機。貨物在通過讀取機時，中心電腦就可以通過貨物托盤上的感應(yīng)器獲得貨物的信息。庫內(nèi)各貨架中間和出庫通道同樣設(shè)置一定數(shù)量的 RFID 讀取機，以追蹤貨物在庫的信息和出庫的信息。從而實現(xiàn)計算機管理中心對貨物從入庫開始的自動識別、定位、輸送、存取、出庫等全部業(yè)務(wù)流程的可視化管理。 RFID 技術(shù)在倉庫管理系統(tǒng)中的流程 ： RFID 物流倉庫系統(tǒng)的目標是 在倉庫體系中建立一條基于 RFID 技術(shù)的快速通道，實現(xiàn)庫房高效管理，收發(fā)貨高速自動記錄，形成一個完整的基于 RFID 自動識別技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)。具體的流程如下： （ 1） 供應(yīng)商將商品出庫信息提前發(fā)送到倉儲中心的倉儲管理系統(tǒng)，由倉儲管理系統(tǒng)自動處理，生成預(yù)入庫信息。 （ 2） 貨物被放置在帶有感應(yīng)器的托盤上，入庫時通過在入庫口通道處的 RFID讀取機，不需要拆包裝，即可將貨物相關(guān)信息自動輸入到倉庫管理系統(tǒng)。 （ 3） 系統(tǒng)將實際入庫信息與預(yù)入庫信息進行比較，如果無誤或誤差在規(guī)定范圍以內(nèi)，則準許入 庫并將預(yù)入庫信息轉(zhuǎn)換成庫存信息；如果出現(xiàn)錯誤，則由系統(tǒng)輸沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 出提示信息，由工作人員解決。 （ 4） 倉儲管理系統(tǒng)按最佳的儲存方式，選擇空貨位，通過叉車上的射頻終端，通知叉車司機，并指引最佳途徑，抵達空貨位，掃描貨位編碼，以確定貨物被放置在確定的貨位。貨物就位后，再掃描貨物的電子標簽，倉儲管理系統(tǒng)即確認貨物已儲存在這一貨位，可供日后按定單發(fā)貨。 （ 5） 定單到達倉庫后，倉儲管理系統(tǒng)按預(yù)定規(guī)則分組，區(qū)分先后，合理安排。例如：交由快運的，要下午 2 時前發(fā)貨；需由公路長途運輸?shù)?，?5 時前發(fā)貨；有些貨物需特別護送 等。倉儲管理系統(tǒng)按這些需要，確定安排如何最佳、及時地交付定單的貨物，并在系統(tǒng)內(nèi)生成揀貨方案。 （ 6） 倉儲管理系統(tǒng)按照揀選方案，安排定單揀選任務(wù)。揀選人由射頻終端指引到貨位，顯示需揀選數(shù)量。經(jīng)掃描貨物的電子標簽和貨位的條碼，倉儲管理系統(tǒng)確認揀選正確，貨物的存貨狀態(tài)轉(zhuǎn)換成待出庫。 （ 7） 貨物出庫時，同入庫一樣，通過出庫口的通道處的 RFID 讀取機，貨物信息傳入倉庫管理系統(tǒng)并與定單進行對比，若無誤，則順利出庫，貨物的庫存量相應(yīng)減除；若出現(xiàn)錯誤，則由倉庫管理系統(tǒng)輸出提示信息。 2）基于 PLC 控制的物流 倉庫管理系統(tǒng) 基于 PLC 控制的物流倉庫管理系統(tǒng)的設(shè)計方案為： 系統(tǒng)主要由三部分組成，分別為 PLC 的操作控制、界面監(jiān)控和數(shù)據(jù)庫的信息存儲。 基于 PLC 的物流倉庫系統(tǒng)總體設(shè)計框圖如圖 。 圖 基于 PLC的物流倉庫系統(tǒng)總體設(shè)計框圖 綜合自身情況，由于受到所學(xué)專業(yè)以及實驗室設(shè)備的約束， 所以最終選擇了基于 PLC 控制的物流倉庫管理系統(tǒng)設(shè)計。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 PLC 類型 的 選擇及其控制方案論證 PLC 類型的選擇 目前， PLC 的生產(chǎn)廠家和品種很多，其中著名的廠商有：美國的 AB（ ALLEN BRADLY） 公司、通用 電氣公司等。歐洲有德國的西門子 （ SIEMENS） 公司，法國的 TE 公司等。日本有 OMRON（歐姆龍）、三菱、富士等公司。其中在我國市場占有較大份額的分別是西門子公司、歐姆龍公司以及三菱公司。本次課題研究的 基于PLC 控制的物流倉庫管理 系統(tǒng)的設(shè)計，輸入輸出點數(shù)較少，僅需小型 PLC 即可，另外根據(jù)實驗室的實際情況，決定此 基于 PLC 控制的物流倉庫管理 系統(tǒng)采用西門子S7200 系列 PLC 設(shè)計完成。 西門子 S7200 系列 PLC 體型小，方便攜帶。 S7200 的核心部件是 CPU（即中央處理單元）。 S7200 CPU 將一 個微處理器、一個集成電源和若干個數(shù)字量 I/O 點集成在一個緊湊的封裝中。西門子自身提供各種型號的 CPU，以適應(yīng)各種應(yīng)用的要求。不同類型的 CPU 具有不同的規(guī)格參數(shù)。目前提供的 S7200CPU 有： CPU22CPU22 CPU22 CPU224XP 和 CPU226。該系列產(chǎn)品具有以下特點： （ 1） PLC 的核心 CPU 芯片已經(jīng)升級到 Intel 80486,甚至采用 Pentium 處理器。 （ 2） 采用模塊化緊湊設(shè)計，可按積木式結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)配置，功能擴展非常靈活方便。 （ 3） 以極快的速度處理自動化控制任務(wù)。 （ 4） 有 很強的網(wǎng)絡(luò)功能，可用多個 PLC，按照工藝或控制方式連接成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成完整的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，即可實現(xiàn)總線聯(lián)網(wǎng)也可實現(xiàn)點對點通訊。 （ 5） 在軟件方面，允許在 WINDOWS 操作平臺下，使用相關(guān)的程序軟件包、標準的辦公室軟件和工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)軟件，可以使用 C++等高級語言環(huán)境。編程工具更為開放，人機界面十分友好。 PLC 操作控制方案論證 PLC 操作控制是對物流倉庫模型的控制，其中 包括 X 軸電機控制、 Y 軸電機控制和堆垛機控制，由這三個電機相互配合完成兩個操作控制“取貨”和“放貨”，這兩個控制過程只是動作順序 的不同，都是相同基動作的合成，圖 顯示了 PLC沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 控制物流倉庫模型的操作控制流程圖。 N開 始請 求 通 信 ？放 貨 ？取 貨 ？執(zhí) 行 取 貨 操 作執(zhí) 行 放 貨 操 作執(zhí) 行 通 信 程 序NNYYY 圖 PLC操作控制流程圖 監(jiān)控方案 的 選擇 及其方案論證 監(jiān)控方案的選擇 目前， PLC 和上位機的通信方式主要有以下幾種： （ 1） 購買目前通用的上位機組態(tài)軟件，如力控 組態(tài)軟件 、 WinCC 等，以實現(xiàn)PLC 和上位機之間的通信。 （ 2） 利用 PLC 廠商所提供的標準通信端口和用戶自定義的自由端口通信方式，實現(xiàn) PLC 和上位機之間的通信。 （ 3）通過 PLC 開發(fā)商提供的 系統(tǒng)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)適配器，構(gòu)成特定公司產(chǎn)品的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，其通信協(xié)議不公開。 PLC 與上位機之間的通信必須使用開發(fā)商提供的上位機組態(tài)軟件，并采用支持相應(yīng)協(xié)議的外部設(shè)備。 前兩種方法是目前比較常用的 PLC 與上位機通信的方法， 而且第三種方法其顯示畫面和功能往往難以滿足不同用戶 的 需求，所以就對前兩種方法進行比較選擇。 首先，介紹下 監(jiān)控組態(tài)軟件與 PLC 之間的通信 ： 專業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件的誕生目的就是對應(yīng)自動化設(shè)備的監(jiān)控問題，使監(jiān)控軟件的沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）