基于iFIX和RFID的倉儲管理系統

沈 楊 張曉萍 李沈華 朱子威 顧運捷 朱煜鋒

（蘇州大學應用技術學院 江蘇昆山 215000）

引 言

目前，隨著電子商務等行業的迅速發展，商品貨物越來越多，由此對倉儲的管理智能化、自動化也提出了更高的要求，而在倉儲管理系統中，智能、準確也十分重要。為此，我們設計了倉儲管理系統，來提高倉儲效率。

本系統是基于GE-PLC軟件和iFIX軟件編寫設計而成，同時了結合RFID射頻識別技術。GE-PLC可編程控制器，在傳統的繼電接觸器控制的基礎上發展起來的一種自動控制裝置，結合了PLC和PC的優點，既有PLC的可靠性堅固性，又有PC的開放性、自定義電路的靈活性。iFIX是基于Windows NT的對生產過程監視和控制的自動化解決方案，可以實時監控設備和資源，實現了管理數據的可視化。RFID射頻識別技術，是一種非接觸式自動識別技術，由RFID讀寫器和電子標簽組成，從而有效地跟蹤物體流動的路徑。

一、倉儲管理系統的設計

（一）倉儲管理系統設計概述

倉儲管理系統是根據我國倉儲管理技術相對落后的情況和市場客戶需求，設計出的更為智能化、自動化的系統。其可將生產成品傳送至倉儲盤后，自動記錄成品在倉儲盤中的位置，同時通過RFID自動標識綁定托盤信息，并繼續將成品運送至托盤的空位置，用iFIX實時監控系統的運行過程。

（二）倉儲管理系統的總體設計方案

本系統主要由GE-PLC的程序控制和基于iFIX制作的可視化界面。其中程序控制部分，在前端接收到信號后，把空托盤放入指定區域，接著將塑料瓶成品放入托盤，待托盤裝滿后，機械手自動將托盤放入貨架位機構，否則繼續裝盤，直到將托盤裝滿。在iFIX可視化界面通過創建地址節點和屬性節點，可以更直觀地反映出系統的運行狀態，其后將對此加以說明。系統設計方案如下圖1所示。

圖1 系統設計方案

二、基于GE-PME的程序設計

本系統采用GE-PME軟件，進行參數配置和PLC梯形圖的設計，通過編寫的PLC梯形圖，來控制倉儲管理系統中產品裝盤，同時檢測托盤是否裝滿，并自動將托盤入庫。系統可以通過PLC梯形圖，實現對倉儲管理系統整個流程的控制。在設計過程中，我們將瓶子作為產品，搭配裝產品的托盤，且托盤底部含有電子標簽，還有其他傳感器的使用。

程序先由計算機指定庫位號，查看倉庫是否有空位置。若倉庫有空位則啟動，系統搭配氣缸和機械手的作用把托盤取出，將托盤通過輸送帶移動至RFID位置，射頻器不斷地發射信號；我們使用的托盤底部有電子標簽，可寫入讀取信息，當托盤經過，緊接著讀取RFID信息并自動核實，輸送帶繼續傳送，將托盤放入固定位置，等待托盤裝瓶操作；等瓶子裝入后，檢測是否裝滿，待托盤裝滿，傳送帶繼續傳送至RFID側更新托盤電子標簽的信息，將托盤自動放入庫中，并自動記錄其在倉庫中的位置。

三、iFIX界面的設計

根據倉儲管理系統的設計要求，系統包括貼標單元、入庫管理單元和桁架碼垛單元。

（一）貼標單元

該工作單元對上工序裝瓶完成的料瓶進行分瓶處理，該系統單元在電動機帶動的轉盤下使每個料瓶距離相等，該轉盤上有等間距且剛好能卡住瓶身的缺口設計，以保證卡緊輸送且等距，便于后續的貼標處理；接著在貼標滾搓機構作用下對瓶子進行貼標，將前工序中一存儲信息的標簽貼在瓶身上，完成貼標任務；最后通過料瓶檢測，將貼標不合格的料瓶剔除。在設計的iFIX界面中，我們能實時看到該單元工作時的詳實數據。信息欄包括工作瓶數、完成瓶數、廢品瓶數、完成工單總數、完成總評數量；設備狀態欄中可了解輸送帶遠程、分瓶機構遠程、液錯機構遠程、螺桿過度機構遠程、氣缸機構遠程、系統就緒和故障的系統狀態。

（二）入庫管理單元

該系統單元對各托盤的位置進行實行監控管理。當料瓶入庫前，每個料瓶將通過倉庫的進庫讀寫器并寫入料瓶信息，然后通過計算機的倉儲管理系統計算出貨位，并自動通過傳送帶運輸、機械手等自動放入相應的托盤空位，并將情況在入庫管理iFIX界面中實時顯現。

（三）桁架碼垛單元

三軸堆垛機構：在自動或聯機模式下實現上位系統指定的庫位尋址并完成取放功能，完成成品料瓶的進庫出庫任務。該單元中也可使用手動進行堆垛機操作，可以實行三軸的自由移動，更高效、精準、智能地實現成品的出入庫功能，也可以實現聯機下連續尋庫位功能，并與裝盤單元完成許愿星料瓶的入庫功能。桁架機構：通過伺服進行定位，實現料瓶的尋址和搬運，同時將料瓶進行裝盤操作。貨架的庫位機構：和堆垛機配合，提供物理和信息存儲空間，實現成品許愿瓶的庫存管理功能。在iFIX界面設計中，我們可以實現對桁架、立庫、成品庫信息的實時監控；對初始化啟動、完成，X軸、Y軸、Z軸、設備是否回零，X、Y、Z軸及輸送帶等報警狀態進行監控。

四、RFID的應用

當成品料瓶進入倉庫時，每個料瓶信息通過讀寫器解讀標簽中信息。當標簽進入磁場后，接受解讀其射頻信號，解讀器讀取信息并解碼，然后計算機倉儲管理系統計算出空位。該解讀器與堆垛機配合同步更新與托盤關聯的電子標簽的數據及信息，同時系統配合使用掃碼器讀取料瓶上二維碼信息，將二維碼信息與此料瓶生產信息進行相應的關聯和管理，最后按要求放入倉庫。

五、總結

智能倉儲管理系統是一套基于iFIX和RFID解決傳統倉儲管理人力需求大、繁瑣等問題的系統，有效地實現了對倉儲的智能化管理功能。本系統的投入使用，可大大減少倉儲管理中人力、物力的投入，同時保障倉儲管理的準確性，提高倉儲的效率。本系統基于RFID自動檢測定位信息，基于iFIX的界面開發，給客戶更直觀的感受，更有效地對系統的運行進行實時監控，可以保障系統的高效準確運行。