自動化立體倉庫簡稱高架倉庫，是采用高層貨架存放貨物，以巷道堆垛起重機為主，結合入庫出庫周邊設備來進行作業的一種倉庫。

立體倉主體由貨架、巷道式堆垛機、輸送機等組成。

電氣控制系統、上位監控系統（Warehouse Control System，WCS）、庫存管理系統（Warehouse Management System，WMS）實現自動化作業。

WCS是WMS和物流設備（堆垛機、輸送機等）間的橋梁，負責協調、調度底層物流設備執行倉儲系統的業務流程，讓過程按照程序預先設定流程執行。

WCS 系統根據底層電氣硬件不同需選擇不同平臺，如：

底層硬件用德國西門子可編程邏輯控制器（Programmable

Logic Controller ，PLC）， WCS 開發要基于西門子WinCC平臺或微軟VisualStudio C# 平臺，這兩個平臺是市場主流的工控開發工具。

WCS 的基本功能

WCS 連接電氣控制系統和庫存管理系統，實現：

1. 與底層PLC、上層WMS通訊

2. 對任務列表作業進行管理

3. 不依賴WMS 生成臨時作業

4. 設備操作和狀態顯示

1、WCS 通訊功能

WCS 的主要功能之一是通訊，既包括與底層PLC 設備的通訊，也包含與WMS 的通訊。

WCS 從WMS 接收入、出庫作業指令，將指令轉換成PLC 可識別的信息下發給PLC，同時采集PLC 數據，將設備狀態、作業狀態反饋給WMS。

通訊結構關系圖

2、WCS 任務管理功能

WMS 下發的托盤入、出庫任務，WCS 依據特定的排序原則，根據設備狀態進行管理，使不同的作業發送給對應的設備。

• WMS 下發的作業數據中帶有優先級信息，WCS 可以將優先級作為第一排序依據，對于相同優先級的作業，按照作業下發時間進行排序。

• 當入庫、出庫作業同時存在時，如沒有特殊的需要，WCS 保證兩種類型的作業交叉進行，同一巷道內的作業，堆垛機執行完一條入庫作業后再執行一條出庫作業，即實現“一入一出”模式，避免入庫托盤長期等待設備執行，造成后續托盤堵住輸送機上的其他托盤的入庫作業。

• WCS具備對當前作業人工干預處理功能。如作業查詢、作業狀態分類查看、手動優先出庫、手動完成作業、手動刪除作業等。

3、WCS 手動任務

WCS 不僅接收WMS 的作業任務，操作員也可以手動生成作業。方便WMS 通訊中斷期間臨時生成作業，或處理部分異常作業。

按立體庫設備，將手動作業劃分為：

• 堆垛機單機作業：只有堆垛機執行

• 輸送機單機作業：只有輸送機執行

• WCS 聯機作業：堆垛機和輸送機配合執行，似于WMS 下發的作業，但聯機作業完成后，不需向WMS 反饋執行結果，WMS庫存信息不會發生變化。

按作業的種類，WCS 手動任務包括：

• 入庫作業

• 出庫作業

4、設備操作和狀態顯示

立體倉庫主要運行設備是堆垛機和輸送機，WCS對這兩種設備進行操作，并根據設備的狀態觸發傳遞相應的作業指令。

常用的操作包括：

• 對某設備PLC聯機或脫機操作，根據現場情況選擇需要聯網的設備，只對成功聯網的設備發送作業指令，防止非工作設備的誤動作引發異常。

• 將堆垛機的聯機、脫機操作狀態上傳給WMS，WMS依據堆垛機聯網信息判斷某巷道庫存是否可用來進行出庫作業的下發，對于入庫作業、巷道堆垛機是否可用是WMS給入庫托盤分配庫位的依據之一。

• 方便操作員掌握設備的狀態，設備聯機、脫機、待機、工作、故障等狀態，在WCS界面直觀顯示，如：

不同顏色文字顯示或特定的圖形顯示。

對移動設備如堆垛機，可根據PLC行走數據在畫面中顯示設備的大概位置；

對非移動設備如輸送機，顯示其上的托盤占位信息。

WCS的設計要點

WCS的作用主要是與物流設備建立通訊協議，協調、調度自動倉儲系統中的各種物流設備。

達成這一目標，必然要和設備建立某種通訊機制。因此，首先要解決的是WCS與底層物流設備的通訊問題。

通訊問題的解決靠系統與每種設備間建立一種通訊協議，就是通常所說的接口協議。

通訊協議的關鍵點包括：

• 設備通訊協議由各個物流設備子系統提供，WCS遵守。協議中描述了物流設備的基本功能、怎樣使用物流設備的公開的功能接口或要求WCS公開的接口。

• 標準通訊協議：TCP、UDP等；

• 通訊硬件連接：以太網、紅外光通訊、無線以太網、串口(422/485/232)等。

WCS并不直接控制物流設備動作，而是協調多種設備的工作。

每一個設備都有自身的控制系統，自動化系統中最常見的就是PLC，WCS只需要和PLC中的控制程序通訊即可。

如果系統中的每一個設備都可以自主地完成某個特定流程（設備自主的控制程序相對比較穩定，以及擁有成熟的優化算法），WCS就只需接受WMS任務發送，根據倉庫作業流程的特點，制定合理的分配策略、執行策略發送協調指令就可以。

因此，WCS除了要考慮軟件、技術等方面，同時，選擇合適的控制策略對WCS系統運行效率、安全性、穩定性都有著很大影響。