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    卷煙廠倉儲物流的一大特點是原料和產品的多樣性。目前卷煙廠倉儲物流系統大多采用條碼識別方式或射頻識別方式，但由于條碼只能提供一組序列號作為識別碼，因此所有的物料信息都需要通過識別碼在信息管理系統中進行查詢；而采用射頻識別方式時，載碼體具有很大的存儲容量，除了能提供可由用戶自定義長度的識別碼外，還能記錄物料品牌、批次、數量、工作班組、入庫日期等相關信息，因此在物料出入庫管理過程中，更利于信息查詢及校驗。鑒于以上原因昆明昆船物流信息產業有限公司在某卷煙廠的配方庫、儲葉庫、儲絲庫、輔料庫、濾棒庫、成品庫等倉儲物流系統中大規模采用TURCK RFID系統，取得了良好的使用效果，提高了系統的可靠性。

   1 TURCK RFID系統

    TURCK RFID系統硬件構成

    （1）在實際應用中TURCK RFID硬件系統由三部分構成：TNLR-Q80-H1147型固定式電子標簽讀寫器（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

    在實際應用中，采用了西門子CPU414-2 DP處理器、CP443-5擴展型通訊處理器等作為主控制系統。西門子主控制系統與TURCK RFID系統采用PROFINET現場總線通訊，硬件配置如圖4所示。
  
                       
                                                   圖2

    1.2 TURCK RFID 系統的Step7程序設計
 
                    
                                                    圖3
                                   
    （1）讀/寫控制程序設計

    在程序設計時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，因此只需開發用于自動讀/寫以及寫入數據校驗的Step7程序即可，每個雙通道Ethernet/PROFINET I/O接口模塊可安裝兩個電子標簽讀寫器，與通道1連接的電子標簽讀寫器命名為1號讀寫器，與通道2連接的電子標簽讀寫器命名為2號讀寫器。在TURCK公司提供的Step7接口程序中為每個雙通道Ethernet/PROFINET I/O接口模塊提供了10個接口通道。在實際Step7程序設計中，將1號接口通道用于兩個讀寫器的初始化控制；將3號接口通道用于1號讀寫器的讀控制，將4號接口通道用于1號讀寫器的寫控制；將5號接口通道用于2號讀寫器的讀控制，將6號通道用于2號讀寫器的寫控制。根據不同類型的控制指令分不同的通道以避免指令沖突。開發的STEP7 讀/寫控制程序如圖5所示。
         
                      
                                       圖4  硬件配置圖

      功能說明：  

  

    （2）寫入數據校驗程序設計

    在每次完成寫入操作時，執行一次讀取操作，將讀出的數據與信息管理系統下達的寫入數據進行比較，數據一致即寫入成功，數據不一致即寫入失敗。開發的STEP7寫入數據校驗程序如圖6所示。
    
                     
                                                圖5   STEP7 讀/寫控制程序圖

     功能說明:  

    
                                          
    2 TURCK RFID系統應用方案

    將TURCK RFID讀寫器及雙通道Ethernet/PROFINET IO接口模塊安裝在倉儲物流系統的出/入庫物流設備上，將載碼體安裝在托盤底部或側面（根據實際應用需求決定），并在載碼體內寫入托盤識別碼。

   （1）倉儲入庫系統應用流程如圖7所示。

    （2）倉儲出庫系統應用流程如圖8所示。

    3 應用經驗

    3.1 最佳讀寫距離

    固定式電子標簽讀寫器與載碼體之間的讀寫距離與電子標簽讀寫器頻率及載碼體容量有關，經實際應用測試，TNLRQ80-H1147型固定式電子標簽讀寫器與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系統在最佳讀寫距離內進行讀寫操作可以獲得最高的讀寫成功率。
        
                       
                                  圖6  開發的STEP7 寫入數據校驗程序圖

    3.2 載碼體安裝方式

    安裝TW-R30-K2型及TW-R30-B128型載碼體時盡量不要使用金屬制螺釘，TNLR-Q80-H1147型固定式電子標簽讀寫器進行讀寫操作時，金屬會影響無線射頻信號，導致讀寫成功率降低。
        
                     
                               圖7   倉儲入庫系統應用流程

    3.3 優化物料信息數據算法   

   優化物料信息數據算法，可縮短RFID系統讀寫時間提高系統效率。TURCK電子標簽讀寫器的數據讀寫速度可以達到0.5ms/Byte，以成品庫物料信息為例：成品庫單個托盤最多可放置40件煙，載碼體需要存儲每件煙的國家一號工程碼、日期、信息管理系統的特征碼及托盤識別碼等數據，未實施數據優化前總計658Bytes；實施數據優化后只需300Bytes，進行一次讀/寫操作時間只需150ms，因此RFID系統讀寫效率得到了大幅提高。
        
                  
                                 圖8  倉儲出庫系統應用流程圖

    3.4 讀寫方式建議采用靜態讀寫方式

    靜態讀寫方式即RFID系統在讀寫過程中被識別物料始終處于靜止狀態。實際應用中發現，靜態讀寫方式的讀寫成功率遠高于動態讀寫方式的讀寫成功率。因此在相同情況下，采用靜態讀寫方式在單位時間內的讀寫效率遠高于動態讀寫方式。

    4 結語

   TURCK RFID系統具備不怕污漬、高識別率、高速讀寫能力以及載碼體存儲容量大、可擦寫次數高等特點。為卷煙廠自動倉庫物流系統提供了一種安全可靠的自動識別解決方案。

    參考文獻：

    [1] 陳伯時.自動控制系統[M].機械工業出版社.1988.

    [2] 西門子S7系列可編程控制器編程手冊[Z].

    樓冬梅（1973-）

   女，浙江人，本科，高級工程師。現擔任昆明昆船物流信息產業有限公司物流電氣部副主任，從事自動化物流系統電氣控制方向的研究。

    尹正奇（1984-）
   
   男，云南人，本科，現擔任昆明昆船物流信息產業有限公司物流電氣部工程師，從事自動化物流系統電氣控制研究和調試。  

   摘自《自動化博覽》2011年第十二期