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案例頻道 卷煙廠倉儲(chǔ)物流的一大特點(diǎn)是原料和產(chǎn)品的多樣性。目前卷煙廠倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)大多采用條碼識(shí)別方式或射頻識(shí)別方式，但由于條碼只能提供一組序列號(hào)作為識(shí)別碼，因此所有的物料信息都需要通過識(shí)別碼在信息管理系統(tǒng)中進(jìn)行查詢；而采用射頻識(shí)別方式時(shí)，載碼體具有很大的存儲(chǔ)容量，除了能提供可由用戶自定義長度的識(shí)別碼外，還能記錄物料品牌、批次、數(shù)量、工作班組、入庫日期等相關(guān)信息，因此在物料出入庫管理過程中，更利于信息查詢及校驗(yàn)。鑒于以上原因昆明昆船物流信息產(chǎn)業(yè)有限公司在某卷煙廠的配方庫、儲(chǔ)葉庫、儲(chǔ)絲庫、輔料庫、濾棒庫、成品庫等倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)中大規(guī)模采用TURCK RFID系統(tǒng)，取得了良好的使用效果，提高了系統(tǒng)的可靠性。
1 TURCK RFID系統(tǒng)
TURCK RFID系統(tǒng)硬件構(gòu)成
（1）在實(shí)際應(yīng)用中TURCK RFID硬件系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：TNLR-Q80-H1147型固定式電子標(biāo)簽讀寫器（圖1）、TI-BL67-EPN-2型雙通道Ethernet/PROFINET I/O接口模塊(圖2)、TWR30-K2型或TW-R30-B128型載碼體（圖3）。
圖1
（2）Step7硬件配置
在實(shí)際應(yīng)用中，采用了西門子CPU414-2 DP處理器、CP443-5擴(kuò)展型通訊處理器等作為主控制系統(tǒng)。西門子主控制系統(tǒng)與TURCK RFID系統(tǒng)采用PROFINET現(xiàn)場總線通訊，硬件配置如圖4所示。
圖2
1.2 TURCK RFID 系統(tǒng)的Step7程序設(shè)計(jì)
圖3
（1）讀/寫控制程序設(shè)計(jì)
在程序設(shè)計(jì)時(shí)TUR CK公司提供了與西門子P L C 通過PROFINET通訊的STEP7接口程序，因此只需開發(fā)用于自動(dòng)讀/寫以及寫入數(shù)據(jù)校驗(yàn)的Step7程序即可，每個(gè)雙通道Ethernet/PROFINET I/O接口模塊可安裝兩個(gè)電子標(biāo)簽讀寫器，與通道1連接的電子標(biāo)簽讀寫器命名為1號(hào)讀寫器，與通道2連接的電子標(biāo)簽讀寫器命名為2號(hào)讀寫器。在TURCK公司提供的Step7接口程序中為每個(gè)雙通道Ethernet/PROFINET I/O接口模塊提供了10個(gè)接口通道。在實(shí)際Step7程序設(shè)計(jì)中，將1號(hào)接口通道用于兩個(gè)讀寫器的初始化控制；將3號(hào)接口通道用于1號(hào)讀寫器的讀控制，將4號(hào)接口通道用于1號(hào)讀寫器的寫控制；將5號(hào)接口通道用于2號(hào)讀寫器的讀控制，將6號(hào)通道用于2號(hào)讀寫器的寫控制。根據(jù)不同類型的控制指令分不同的通道以避免指令沖突。開發(fā)的STEP7 讀/寫控制程序如圖5所示。
圖4 硬件配置圖
功能說明：
（2）寫入數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序設(shè)計(jì)
在每次完成寫入操作時(shí)，執(zhí)行一次讀取操作，將讀出的數(shù)據(jù)與信息管理系統(tǒng)下達(dá)的寫入數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，數(shù)據(jù)一致即寫入成功，數(shù)據(jù)不一致即寫入失敗。開發(fā)的STEP7寫入數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序如圖6所示。
圖5 STEP7 讀/寫控制程序圖
功能說明:
2 TURCK RFID系統(tǒng)應(yīng)用方案
將TURCK RFID讀寫器及雙通道Ethernet/PROFINET IO接口模塊安裝在倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)的出/入庫物流設(shè)備上，將載碼體安裝在托盤底部或側(cè)面（根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求決定），并在載碼體內(nèi)寫入托盤識(shí)別碼。
（1）倉儲(chǔ)入庫系統(tǒng)應(yīng)用流程如圖7所示。
（2）倉儲(chǔ)出庫系統(tǒng)應(yīng)用流程如圖8所示。
3 應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)
3.1 最佳讀寫距離
固定式電子標(biāo)簽讀寫器與載碼體之間的讀寫距離與電子標(biāo)簽讀寫器頻率及載碼體容量有關(guān)，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用測(cè)試，TNLRQ80-H1147型固定式電子標(biāo)簽讀寫器與TW-R30-B128型載碼體最佳讀寫距離在60mm左右，TNLR-Q80-H1147型固定式電子標(biāo)簽讀寫器與TW-R30-K2型載碼體最佳讀寫距離在50mm左右。RFID系統(tǒng)在最佳讀寫距離內(nèi)進(jìn)行讀寫操作可以獲得最高的讀寫成功率。
圖6 開發(fā)的STEP7 寫入數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序圖
3.2 載碼體安裝方式
安裝TW-R30-K2型及TW-R30-B128型載碼體時(shí)盡量不要使用金屬制螺釘，TNLR-Q80-H1147型固定式電子標(biāo)簽讀寫器進(jìn)行讀寫操作時(shí)，金屬會(huì)影響無線射頻信號(hào)，導(dǎo)致讀寫成功率降低。
圖7 倉儲(chǔ)入庫系統(tǒng)應(yīng)用流程
3.3 優(yōu)化物料信息數(shù)據(jù)算法
優(yōu)化物料信息數(shù)據(jù)算法，可縮短RFID系統(tǒng)讀寫時(shí)間提高系統(tǒng)效率。TURCK電子標(biāo)簽讀寫器的數(shù)據(jù)讀寫速度可以達(dá)到0.5ms/Byte，以成品庫物料信息為例：成品庫單個(gè)托盤最多可放置40件煙，載碼體需要存儲(chǔ)每件煙的國家一號(hào)工程碼、日期、信息管理系統(tǒng)的特征碼及托盤識(shí)別碼等數(shù)據(jù)，未實(shí)施數(shù)據(jù)優(yōu)化前總計(jì)658Bytes；實(shí)施數(shù)據(jù)優(yōu)化后只需300Bytes，進(jìn)行一次讀/寫操作時(shí)間只需150ms，因此RFID系統(tǒng)讀寫效率得到了大幅提高。
圖8 倉儲(chǔ)出庫系統(tǒng)應(yīng)用流程圖
3.4 讀寫方式建議采用靜態(tài)讀寫方式
靜態(tài)讀寫方式即RFID系統(tǒng)在讀寫過程中被識(shí)別物料始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，靜態(tài)讀寫方式的讀寫成功率遠(yuǎn)高于動(dòng)態(tài)讀寫方式的讀寫成功率。因此在相同情況下，采用靜態(tài)讀寫方式在單位時(shí)間內(nèi)的讀寫效率遠(yuǎn)高于動(dòng)態(tài)讀寫方式。
4 結(jié)語
TURCK RFID系統(tǒng)具備不怕污漬、高識(shí)別率、高速讀寫能力以及載碼體存儲(chǔ)容量大、可擦寫次數(shù)高等特點(diǎn)。為卷煙廠自動(dòng)倉庫物流系統(tǒng)提供了一種安全可靠的自動(dòng)識(shí)別解決方案。
參考文獻(xiàn)：
[1] 陳伯時(shí).自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.1988.
[2] 西門子S7系列可編程控制器編程手冊(cè)[Z].
樓冬梅（1973-）
女，浙江人，本科，高級(jí)工程師。現(xiàn)擔(dān)任昆明昆船物流信息產(chǎn)業(yè)有限公司物流電氣部副主任，從事自動(dòng)化物流系統(tǒng)電氣控制方向的研究。
尹正奇（1984-）
男，云南人，本科，現(xiàn)擔(dān)任昆明昆船物流信息產(chǎn)業(yè)有限公司物流電氣部工程師，從事自動(dòng)化物流系統(tǒng)電氣控制研究和調(diào)試。
摘自《自動(dòng)化博覽》2011年第十二期
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)