隨著自動化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)逐漸成熟和應(yīng)用的逐漸普及，傳統(tǒng)的以手工記錄為主的管理方式已不能滿足企業(yè)目前的需求，而磁卡、條形碼等技術(shù)由于自身存在的缺陷，已經(jīng)不適合今后物流業(yè)發(fā)展的需要。這些模式在現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展過程中己暴露出許多缺點，大大影響了企業(yè)實現(xiàn)信息自動化的進程。

RFID技術(shù)是一項新興的、先進的自動識別技術(shù)，它在各行業(yè)的廣闊發(fā)展前景己經(jīng)引起了世界各個國家、各個企業(yè)的普遍重視。RFID技術(shù)具有其他識別技術(shù)所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離遠、讀取方便快捷、標簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲數(shù)據(jù)容量更大、存儲信息更改自如、形狀多樣化等優(yōu)點。RFID技術(shù)的出現(xiàn)，解決了數(shù)據(jù)自動識別的難題，處理信息更為快速、準確，減少了人工干預(yù)，避免了繁瑣的手工輸入等流程，從而降低了生產(chǎn)成本。因此，本文提出了一種將RFID技術(shù)應(yīng)用于立體倉庫系統(tǒng)的設(shè)計，不僅可以較高的精度和速度實現(xiàn)多個倉儲庫位的自動化倉庫的正常運行，也能適應(yīng)于現(xiàn)代工廠企業(yè)的生產(chǎn)管理。

1、RFID技術(shù)的自動化立體倉庫的總體設(shè)計

1.1自動化立體倉庫系統(tǒng)的構(gòu)成

自動化立體倉庫系統(tǒng)的主體是自動化立體倉庫，為了實現(xiàn)物料的自動存儲和取出，還需要相應(yīng)的管理監(jiān)控系統(tǒng)，因此系統(tǒng)的組成如圖2所示。

1.2自動化立體倉庫系統(tǒng)主要組成

(1)     主控制器。本設(shè)計所采用的主控制器采用西門子公司的小型PLC，它具有40個數(shù)字量I/O點的處理能力，并擁有兩個通道的通訊／編程口，能實現(xiàn)系統(tǒng)中多個站點的網(wǎng)絡(luò)控制功能。

(2)     檢測裝置。系統(tǒng)的檢測包括庫位檢測、系統(tǒng)各執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)判斷等，使用的檢測裝置包括接觸式位置傳感器、光電傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器等。

(3)     堆垛機。自動化立體倉庫系統(tǒng)中主要執(zhí)行機構(gòu)是堆垛機，其作用是從貨架上自動存取貨物。本系統(tǒng)中設(shè)計的堆垛機主要由步進電動機組成的三軸運動機構(gòu)組成，所選用的電機采用HS系列高扭矩的方形混合式步進電機，體積比較小，精度高，由它所組成的堆垛機配合PLC控制器能滿足準確定位的要求。

(4)     輸送系統(tǒng)。其作用是將貨物運送到堆垛機或從堆垛機將貨物移走。常見的輸送機有鏈條輸送機，皮帶機等。

(5)     RFID系統(tǒng)。主要包括有讀寫頭、ID控制器、無源電子標簽。

1.3系統(tǒng)流程分析

根據(jù)貨物的流向，系統(tǒng)的主要流程分為入庫操作流程和出庫操作流程，如圖3和圖4所示

(1)     入庫作業(yè)流程①入庫準備。

系統(tǒng)的入庫準備包括系統(tǒng)狀態(tài)的初始化和數(shù)據(jù)初始化，此時堆垛機處于初始狀態(tài)，ID控制器做好檢測貨物的準備。②入庫單下達。入庫單下達可以通過手動方式或電子版形式送達到主控制器中，主控制器根據(jù)入庫單的信息，識別出貨物的種類，同時還需要處理讀寫頭反饋的檢測貨物的ID信息，將二者信息進行比對，當貨物信息與入庫單一致時，系統(tǒng)自動分配一個庫位號給入庫貨物，由讀寫頭寫入到電子標簽中去。③入庫進入。入庫進入是指堆垛機由入庫口轉(zhuǎn)移到取貨臺上去。系統(tǒng)根據(jù)貨物分配的庫號，給堆垛機分配一個空間坐標點，此時堆垛機由初始狀態(tài)運行到入庫口，將貨物由載貨臺上轉(zhuǎn)移堆垛機的取貨臺上去，為下一步上架做準備。④入庫上架。入庫上架為倉庫入庫的最后一個操作步驟，堆垛機將取貨臺上的貨物放入到指定的庫位中去。堆垛機根據(jù)系統(tǒng)的分配的空間坐標點，自動尋找一條最優(yōu)軌跡，將貨物從入庫口位置送達到立體倉庫中去。⑤入庫結(jié)束。貨品上架后，堆垛機返回到待命狀態(tài)，系統(tǒng)更新庫位數(shù)據(jù)并完成相應(yīng)的記錄。

(2)出庫作業(yè)流程

①出庫準備。系統(tǒng)的出庫準備與入庫準備類同。②出庫單下達。出庫單下達可以通過手動方式或電子版形式送達到主控制器中，主控制器根據(jù)出庫單的信息，識別出貨物的種類，同時還需要處理讀寫頭反饋的檢測貨物的ID信息，將二者信息進行比對，當貨物信息與出庫單一致時，系統(tǒng)準備出庫。③出庫進入。系統(tǒng)在確認出庫操作后，根據(jù)出庫單所確定的庫位信息，堆垛機將會獲得一個確定的空間坐標點。在主控制器的操作下，堆垛機將沿著最優(yōu)路徑從當前位置到達指定倉位。④出庫下架。在庫區(qū)內(nèi)，堆垛機從指定倉位取下貨物，同時讀寫頭讀取貨物ID信息并反饋到主控制器中。主控制器判斷出庫貨物信息與出庫單信息是否一致，當信息確認后，執(zhí)行取貨操作，將貨物運送到出庫口，同時電子標簽系統(tǒng)將出庫信息寫入到電子標簽中去，更新存儲數(shù)據(jù)。⑤出庫結(jié)束。堆垛機返回到待命狀態(tài)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新，并完成相應(yīng)的記錄。

2、程序設(shè)計

在整個系統(tǒng)的運行過程中，核心的控制技術(shù)包括兩方面：一方面是自動化倉庫中堆垛機的自動尋軌和空間定位；另一方面就是RFID系統(tǒng)自動檢測和更新數(shù)據(jù)信息。

由系統(tǒng)流程圖(見圖3、圖4)可見，RFID系統(tǒng)在應(yīng)用中主要分成兩部分功能，即讀信息操作和寫信息操作。對于電子標簽的讀寫操作，在對應(yīng)的系統(tǒng)中都有相對應(yīng)的固定通訊格式，用戶只需按照通訊格式就能完成相應(yīng)的控制。

通過變更通訊格式中的命令代碼，就可以實現(xiàn)諸如讀操作和寫操作等命令。下面以主控制器控制讀寫器完成讀的操作為例來說明程序的設(shè)計。

為了完成PLC控制ID控制器時，需要PLC控制器發(fā)送正確命令給ID控制器，因此采用控制器的自由VI指令XMT(數(shù)據(jù)發(fā)送指令)與RCV(數(shù)據(jù)接收指令)來完成操作ID控制器的目的。

當貨物到達入庫口時，光電傳感器的開關(guān)信號觸發(fā)，此時PLC執(zhí)行端口發(fā)送指令XMT，端口發(fā)送的是自動讀取命令,然后PLC再通過端口接收指令RCV接收讀取到的貨物信息，通過系統(tǒng)處理判斷，當入庫貨物與入庫單的信息一致時，根據(jù)入庫流程，下達入庫指令，入庫子程序啟動，完成入庫。

結(jié)束語

實踐證明，應(yīng)用RFID系統(tǒng)達到了高效、快速的目的，可替代原有生產(chǎn)線上的部分傳感器等檢測設(shè)備，節(jié)省了空間和相關(guān)控制器的I/O口，降低了編程的復(fù)雜度，加快了物料的周轉(zhuǎn)，提高了裝置的生產(chǎn)效率、準確性和安全性。