胡江虹

（陕西交通职业技术学院陕西西安710014）

在现代社会经济不断发展的过程中，自动化技术及计算机技术也在不断的发展，仓储系统属于物流行业的主要内容，其也从传统人工仓储逐步发展成为自动仓储，并且具有智能化、集成化及自动化的优势[1]。在我国，企业国家化的程度在不断的提高，生产规模在不断的扩大，企业管理的水平在不断的提高，企业对于可靠、高效的自动仓储需求也在不断的扩大。另外，PLC可编程控制器技术越来越成熟，其体积较小，并且具有强大的功能性及抗干扰能力，还具有灵活通用及维护简便的优势，目前已经被广泛应用到机电一体化及工业自动控制等方面中[2]。基于此，本文将PLC和REID作为仓储物流系统的核心控制内容，介绍了全新自动仓储系统设计的方案，并且通过样机进行实验，表示此方案的稳定性，从而促进企业能够有效提高仓库仓储效率及能力，并且降低企业库存成本。

1 基于RFID和PLC的仓储物流系统业务流程

1.1 入库流程

验收入库流程主要包括要验收入库货物、货位信息更新、入库动作等，图1为系统入库的流程。

首先，在货物入库的时候，操作人员以入库通知单中的货物信息检验货物，对货物信息和入库通知单中信息是否相同，在核实信息之后就会实现货物入库单号的生成。假如核对出现错误，就要通知工作人员进行处理[3]；

其次，在校对货物之后，就要开始入库，管理系统对立体仓库中的空闲信号进行搜索，从而分配仓位号，对货物存放位置进行确定，将RFID和PLC发送到入库；

最后，RFID到电子标签中写入仓位号，PLC以相应仓位号信息将货物进行输送，并且对货物信息进行更新[4]。

图1 系统入库的流程

1.2 库存盘点

库存管理是以仓库货物情况进行管理，管理人员已仓库管理系统信息为基础实现。图2为仓储物流系统的库存盘点流程。

图2 仓储物流系统的库存盘点流程

1.3 出库流程

货物出库流程主要包括核对出库货物单信息、货位信息的更新及货物出库，图3为仓储物流系统货物出货的流程。在出库的时候，操作人员核对出库通知单及货物在库信息，如果没有错误，就会生成货物出库单号。如果信息错误，那么就要通知工作人员进行处理。在信息正确核对之后开始入库，PLC对堆垛机进行控制，使其能够将出库货物到出货货台中输送。出库RFID对货物托盘中货物信息进行读取，在此核对相应的信息，保证没有错误[5]。

网络整体内向接近中心度标准差为7.164，外向接近中心度标准差为6.940，差异较小，且节点间差异没有很大差异，说明三峡地区旅游节点的通畅程度较高，并没有出现明显的阻碍现象。个体节点以白帝城、解放碑、小三峡、三峡大坝、神女峰、重庆红岩的内外向中心度最高，表明这几个节点与三峡地区其他景点通达性较好，受其他节点控制较弱，近20年过去了，游客在三峡旅游的游线组合中仍然包含这几个经典景区。相对这些景区，三峡旅游的经典景区中衰落较快的景区为张飞庙、万州港、大昌古镇、小小三峡、三游洞、葛洲坝、名山、涪陵新城、三峡大瀑布。这些景区节点与其他景区节点依赖性较强，旅游目的地竞争力相对较弱。

图3 仓储物流系统货物出货的流程

2 系统的总体设计方案

2.1 系统的设计原理

RFID属于仓储物流系统中的核心信息载体，其中主要包含货物的种类、名称、出库时间、入库时间、型号等内容，其主要作用就是对货物入库、到货、出库及移库数据进行自动的收集，全面分析相应的货物货名、位置及数量，实现数据整合，通过相应的技术手段有效提高企业物流管理的效率[6]。图4为系统总体设计方案的原理。

图4 系统总体设计方案的原理

2.2 系统的结构设计

在实现系统过程中，主要是将电子标签作为信息的载体，利用固定RFID读写设备实现信息的收集，将PLC作为控制器，将堆垛机作为执行机构，从而有效实现货物出入库，立体仓库实现货物的存放，操作机和数据库对货物订单进行管理[7]。在具有电子标签货物托盘来到的时候，仓库操作工作人员就实现货物入库的检验，之后实施入库操作。入库的货台RFID读写器实现仓位号及入库信息到电子签中写入；PLC以仓位号为基础实现堆垛机的控制，从而能够将货物到仓位号中送去。仓库管理工作人员利用操作机和数据库实现货物的查询及判断。仓库管理工作人员以客户订单为基础，利用PLC对堆垛机的出库操作进行有效的控制[8]。图5为仓储物流系统的结构。

图5 仓储物流系统的结构

3 系统的硬件构成

3.1 射频识别系统的构成

RFID技术属于上世纪九十年代发展的自动识别技术，其工作原理为通过空间耦合及射频信号，从而提取并且识别物体自身的信息。在此过程中不需要人工的干涉和目标及识别系统机械及光学接触的创建，而且还要有效保证数据时效性及精准性。射频识别系统主要包括多个部分构成，比如应用系统、电子标签、读写器、耦合元件、射频天线等[9]，详见图6：

图6 射频识别系统的构成

电子标签一般包括芯片和耦合元件构成，其中电子标签中的数据编码都是唯一的，所以其能够在货物中附着，从而对目标进行有效识别。RFID读写器能够利用射频天线实现频率信号的发射，在电子标签到达阅读器信号之后，电子标签就会出现一定的感应电流，以此激活电子标签。电子标签通过感应电流实现存储数据的编码，并且利用自身天线发射编码[10]。

3.2 立体仓库

立体仓库的目的就是存储货物，本文所研究的系统都是通过立体仓库实现，图7为立体仓库的控制结构。

图7 立体仓库的控制界面结构

立体仓库主要包括仓库基体、堆垛机、出入货台、储物货台等模块，堆垛机属于立体仓库核心模块，仓库基体属于立体仓库基础设备。出入货台的主要目的就是暂时存放入库货物；储物货台的主要木的就是存放立体仓库；检测传感器能够实现仓库中是否具有货物的检测。

堆垛机能够利用货物存放、取出和转移，以此能够操作货物。其主要包括水平运行机构、货叉伸缩结构、提升机构、电子控制系统和载货台等构成。水平运行机构及提升机的相互作用，能够实现堆垛机到指定位置中[11]。

3.3 电控系统

文中研究过程中的电控系统主要目的就是接收上位机及触摸屏操作台的命令，并且收集传感器数据，从而能够实现自身状态的判断。利用USS协议实现变频器的通信控制，从而实现电机结构的运动，并且对电机的运动状态进行监控。控制系统的主要功能为：收集外部传感器的数据、系统自检、托盘的进出架、开关门，实现接触器的切换、测量货物的高度、急停保护、进架保护等[12]。根据以上需求，本文使用西门子小型PLC作为控制的核心，其的结构较为紧凑，并且扩展性良好，其功能模块较为丰富，而且还具有较为强大的指令系统，而且其中大部分的功能都能够满足所有PLC需求，价格较低，能够有效满足本文所设计的需求[13]。图8为电控系统的解决方案流程。

图8 电控系统的解决方案流程

4 上位机数据库的管理系统

上位机数据库管理系统属于直接面向用户的接口，也是实现系统自动化的主要核心内容，其利用人机界面实现操作人员命令的接受，利用PPI总线对控制指令朝着控制系统发送，通过控制变频器进行货物存取，并且对数据库信息进行更新，其中的功能为进出库、用户的管理，还能够实现信息的查询、空间的整理及报表的打印。

4.1 数据库的设计

上位机数据库管理系统通过Delphi设计，数据库中使用SQL大型数据库，其能够实现较高的查询效率，并且还支持SQL语言，能够实现数据库的远程访问，提高数据一致性及完整性。并且，其还能够支持库存进出库记录和明细等信息报表的打印，实现分析库中的报表打印及查阅，以此有效提高工程管理水平及效率。

4.2 上位机和PLC通信

上位机和PLC的通信是利用西门子工资电缆实现，使用PPI协议进行通信，此协议属于以字符为基础的异步通信。其传输信息的效率比较快，并且使用其和计算机通信的过程中，PLC可以不实现数据通信程序的编写，以此能够有效节省PLC内部存储的空间。在此背景下，上位机能够实现PLC数据区的读取，并且方便快捷，但是PPI协议不能够对外进行公开。OPC实现工业标准接口的定义，不同硬件厂商只需要为自身设备提供具有OPC的接口服务器，软件使用支持OPC接口客户端实现数据库的访问，就能够有效实现和硬件设备之间的相互通信，并且也不需要对地层实现细节进行全面的掌握。OPC服务器一般能够实现定制接口及自动化接口两种类型访问的结构[14]。图9为上位机客户端的开发流程。

图9 上位机客户端的开发流程

5 仓储物流系统的通讯设计

自动化立体仓库通讯系统主要包括PLC、仓储管理计算机和控制柜触摸屏构成。PLC自身具有以太网通信端口，能够有效实现和其他设备之间网络的连接。因为全面考虑现场实际的工作及编程的调试，就使用无线路由器利用无线桥接方式连接现场管理计算机和PLC之间的相互通讯。

之后使用仓储管理计算机和读写器之间的通信，管理系统要想得到货物托盘电子标签中的数据，并且对电子标签中实现信息的写入，就要利用RFID读写器实现，从产品使用角度方面进行分析，实现电子标签读写和需要访问的透明化，就要实现无源电子标签，此种管理系统就为主动。

最后实现触摸屏的可视化，便于工作人员全面掌握生产现场[15]。

6 结束语

文中根据RFID和PLC技术相互结合，提出了仓储自动化的管理方案。通过此方案的实际验证，表示此方案能够有效解决现代仓储系统过于将人工作为基础，导致效率低下的实际问题，在物品出入库过程中还是需要大量人工干预问题。通过相关实践表示，此系统在实际运行过程中较为可靠并且合理。