隨著自動化立體倉庫系統設備的生產技術逐漸成熟和應用的逐漸普及，傳統的以手工記錄為主的管理方式已不能滿足企業目前的需求，而磁卡、條形碼等技術由于自身存在的缺陷，已經不適合今后物流業發展的需要。這些模式在現代企業的發展過程中己暴露出許多缺點，大大影響了企業實現信息自動化的進程。

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

1、RFID技術的自動化立體倉庫的總體設計

1.1自動化立體倉庫系統的構成

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

1.2自動化立體倉庫系統主要組成

(1)     主控制器。本設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，能實現系統中多個站點的網絡控制功能。

(2)     檢測裝置。系統的檢測包括庫位檢測、系統各執行機構的狀態判斷等，使用的檢測裝置包括接觸式位置傳感器、光電傳感器、旋轉編碼器等。

(3)     堆垛機。自動化立體倉庫系統中主要執行機構是堆垛機，其作用是從貨架上自動存取貨物。本系統中設計的堆垛機主要由步進電動機組成的三軸運動機構組成，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。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。主要包括有讀寫頭、ID控制器、無源電子標簽。

1.3系統流程分析

根據貨物的流向，系統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)     入庫作業流程①入庫準備。

系統的入庫準備包括系統狀態的初始化和數據初始化，此時堆垛機處于初始狀態，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移到取貨臺上去。系統根據貨物分配的庫號，給堆垛機分配一個空間坐標點，此時堆垛機由初始狀態運行到入庫口，將貨物由載貨臺上轉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。堆垛機根據系統的分配的空間坐標點，自動尋找一條最優軌跡，將貨物從入庫口位置送達到立體倉庫中去。⑤入庫結束。貨品上架后，堆垛機返回到待命狀態，系統更新庫位數據并完成相應的記錄。

(2)出庫作業流程

①出庫準備。系統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，系統準備出庫。③出庫進入。系統在確認出庫操作后，根據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，堆垛機將沿著最優路徑從當前位置到達指定倉位。④出庫下架。在庫區內，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，執行取貨操作，將貨物運送到出庫口，同時電子標簽系統將出庫信息寫入到電子標簽中去，更新存儲數據。⑤出庫結束。堆垛機返回到待命狀態，系統數據更新，并完成相應的記錄。

2、程序設計

在整個系統的運行過程中，核心的控制技術包括兩方面：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系統自動檢測和更新數據信息。

由系統流程圖(見圖3、圖4)可見，RFID系統在應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，在對應的系統中都有相對應的固定通訊格式，用戶只需按照通訊格式就能完成相應的控制。

通過變更通訊格式中的命令代碼，就可以實現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計。

為了完成PLC控制ID控制器時，需要PLC控制器發送正確命令給ID控制器，因此采用控制器的自由VI指令XMT(數據發送指令)與RCV(數據接收指令)來完成操作ID控制器的目的。

當貨物到達入庫口時，光電傳感器的開關信號觸發，此時PLC執行端口發送指令XMT，端口發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，通過系統處理判斷，當入庫貨物與入庫單的信息一致時，根據入庫流程，下達入庫指令，入庫子程序啟動，完成入庫。

結束語

實踐證明，應用RFID系統達到了高效、快速的目的，可替代原有生產線上的部分傳感器等檢測設備，節省了空間和相關控制器的I/O口，降低了編程的復雜度，加快了物料的周轉，提高了裝置的生產效率、準確性和安全性。