上海工程技术大学（论文） EDA仓库智能控制系统设计与研究
EDA仓库智能系统设计与研究
杨 杰 021308121
0 引言
现代社会中，在社会的快速进步下，所有事物都在不断的更新着，当然旧时候的仓库管理模式已经过时了，现在出现了一种新的仓库控制系统，仓库智能化控制系统。随着制造环境的改变，产品周期越来越短，多样少量的生产方式，对库存限制的要求越来越高，因而必须建立及执行供应链管理系统，借助电脑化、信息化将供应商、制造商、客户三者紧密联合，共担库存风险。
库存的最优控制部分是确定仓库的商业模式的，即要（根据上一层设计的要求）确定本仓库的管理目标和管理模式，如果是供应链上的一个执行环节，是成本中心，多以服务质量、运营成本为控制目标，追求合理库存甚至零库存。因此精确了解仓库的物品信息对系统来说至关重要，所以我们提出要解决精确的仓储管理的控制系统。
而仓库智能控制系统正是我们所需要的，仓库智能控制系统在如今的管理中起着至关重要的作用，如果不能保证及时准确的进货、库存控制和发货，将会给企业带来巨大损失，这不仅表现为企业各项管理费用的增加，而且会导致客户服务质量难以得到保证，最终影响企业的市场竞争力。所以我准备以仓库智能化控制系统的设计与研究为题来做本学期的毕业设计。
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1 EDA的介绍
1.1 EDA的定义
EDA 是英文“ Electronics Design Automation （电子设计自动化）”的缩写， EDA 技术是现代电子设计的最新技术潮流，是综合现代电子技术和计算机技术的最新研究成果，是从事电子线路设计与分析的一门技术，包括电子线路的设计、计算机模拟仿真和电路分析、印制电路板的自动化设计三个方面的内容。由于它是一门刚刚发展起来的新技术，涉及面广，内容丰富，理解各异，所以目前尚无一个确切的定义。但从EDA技术的几个主要方面的内容来看，可以理解为：EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。可以实现逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化，逻辑布局布线、逻辑仿真。完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。 1.2 EDA的发展
EDA技术是伴随着计算机、集成电路、电子系统的设计发展起来的，至今已有30多年的历程。大致可以分为三个发展阶段。
20世纪70年代的CAD(计算机辅助设计)阶段：这一阶段的主要特征是利用计算机辅助进行电路原理图编辑，PCB布局布线，使得设计师从传统高度重复繁杂的绘图劳动中解脱出来。
20世纪80年代的CAE(计算机辅助工程设计)阶段：这一阶段的主要特征是以逻辑摸拟、定时分析、故障仿真、自动布局布线为核心，重点解决电路设计的功能检测等问题，使设计而能在产品制作之前预知产品的功
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能与性能。
20世纪90年代是EDA(电子设计自动化)阶段：这一阶段的主要特征是以高级描述语言，系统级仿真和综合技术为特点，采用“自顶向下”的设计理念，将设计前期的许多高层次设计由EDA工具来完成。 1.3 EDA技术的优势
由于 EDA 把计算机的快速、高精度、存储容量大、严格的逻辑判断和优良的数据处理能力与人的创造性思维能力充分结合起来，因而，比传统的电路设计方法优越得多。具体体现在下述几方面：
EDA 的自动化、智能化程度更高，功能更丰富完善，且界面友好。在电子设计自动化技术中，人为操作技术占的比重越来越少，计算机包办的事情越来越多，代替人的重复性劳动，节约人力资源。人类则可以有充足的精力、时间，发挥直觉、综合、创造等方面的优势，在最关键的地方拍板决策。
EDA 的开放性和数据交换性好。电子设计自动化技术更注意贯彻整个产品设计过程中各个设计环节间的有机连接和设计资源的充分利用，允许不同厂家的自动化工具配合使用。
EDA 技术更实用。当今的 EDA 技术更面向设计对象，更贴近实践。 EDA 技术一方面是软件技术，另一方面则是软件设计师们对整个设计过程和相关的生产实践活动潜心研究和透彻理解的结晶。因此用 EDA 技术进行设计，不仅能大幅度缩短产品开发周期、降低成本，而且能最大限度地将设计资源应用到产品设计的各个过程和生产、管理的各个阶段中，保证设计出来的产品在性能、可靠性和适合工业化生产方面达到满意结果。
EDA 技术的应用节约原材料和减少仪器仪表等，从而降低了成本，且可以模拟各种极限情况，如超低频、大功率、高温、低温等。
EDA 技术的应用使电子产品质量和产品合格率大大提高。
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1.4 EDA的应用
EDA在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。 在教学方面，几乎所有理工科（特别是电子信息）类的高校都开设了EDA课程。主要是让学生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL语言编写规范、掌握逻辑综合的理论和算法、使用EDA工具进行电子电路课程的实验并从事简单系统的设计。一般学习电路仿真工具(如EWB、PSPICE)和PLD开发工具(如Altera/Xilinx的器件结构及开发系统)，为今后工作打下基础。
在科研方面主要利用电路仿真工具(EWB或PSPICE)进行电路设计与仿真；利用虚拟仪器进行产品测试；将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中；从事PCB设计和ASIC设计等。
在产品设计与制造方面，包括前期的计算机仿真，产品开发中的EDA工具应用、系统级模拟及测试环境的仿真，生产流水线的EDA技术应用、产品测试等各个环节。如PCB的制作、电子设备的研制与生产、电路板的焊接、ASIC的流片过程等。
从应用领域来看，EDA技术已经渗透到各行各业，如上文所说，包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域。另外，EDA软件的功能日益强大，原来功能比较单一的软件，现在增加了很多新用途。如AutoCAD软件可用于机械及建筑设计，也扩展到建筑装潢及各类效果图，汽车和飞机的模型、电影特级等领域。
2 PLC的介绍
2.1 PLC基础结构
可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定
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时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，可编程逻辑控制器其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为： 电源
可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，近年来对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这
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