立体仓储系统是一种综合了机电控制、计算机技术及通信技术的集成自动化系统,可以有效提高企业仓储物流的自动化水平和信息管理水平,有助于企业降成本、提利润。而以瓷砖行业为代表的一类制造企业,其产品具有重量大、体积大的特点,使用高层货架不仅存在稳定性和安全性隐患,还会产生成本较高、利用率较低等问题。因此以瓷砖仓储为范例的行业物流仓储依然存在着自动化程度不高、劳动强度大、货物管理信息化不足等问题。为了解决这个问题,在参照一般形式的立体仓储系统结构的基础上,本文构建了一种无固定货架式立体仓储系统,重点完成了对其控制系统的设计与研究。本文首先通过了解立体仓储系统国内外发展现状,分析了瓷砖行业货物特点与需要解决的问题,参照一般形式的立体仓储系统结构,提出了无固定货架式立体仓储系统的总体方案。然后以800mm*800mm*10mm规格的瓷砖产品为设计对象,拆解货架功能为货物存放和存货位置两部分,采用箱式托盘实现货物存放,同时根据托盘大小在仓储布局中划分虚拟货位规定存货位置,采用磁导航叉车完成自动化存取操作,以磁条交叉点的形式实现了存货位置的数据编码,并对它们的具体原理与结构进行了分析与设计,明确了仓储控制系统的主要功能及结构方案。论文重点对无固定货架式立体仓储控制系统的硬件进行了设计,并编写了相关软件程序。选取西门子S7-300系列PLC中的CPU315-2DP为主控制器,对传感器、电机等相关硬件进行了选型,完成了对控制系统的硬件组态,确定了PLC、变频器、编码器之间的通信方式。在控制系统软件设计中,划分了上位机的监控功能和下位机的控制功能,通过STEP7完成了下位机PLC控制程序的设计,使用WINCC组态软件完成了上位机的监控界面设计。同时通过STEP7、WINCC、PLCSIM三种软件建立通信连接,对仓储存货过程成功进行了仿真,验证了PLC程序和监控组态的正确性。最后,通过对瓷砖货物仓储特点进行分析,提出了一种针对瓷砖货物的分类随机仓储管理策略,并因此建立了瓷砖货物存储的数学模型,利用遗传算法对模型的目标函数进行求解,得到了仓储过程的货位优化仿真结果,在充分利用仓储存储空间的同时提高了仓储系统的出入库效率。本文的研究成果可对具有大重量、大体积、可堆垛特点的货物实现自动化仓储,以及对其进行有效的仓储管理方面提供有益参考。