隨著制造業(yè)自動(dòng)化水平的快速提高和迅猛發(fā)展，生產(chǎn)線的信息管理重要性體現(xiàn)得越來(lái)越強(qiáng)。產(chǎn)品的多樣性、生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性和產(chǎn)品更新?lián)Q代節(jié)奏的加快，決定了生產(chǎn)信息管理手段和方法的不斷提高。

信息管理的基本條件是：生產(chǎn)線上的產(chǎn)品具有可以標(biāo)明“自己身份”的信息載體，只有正確識(shí)別出產(chǎn)品類型、品種等信息，才能完成生產(chǎn)過(guò)程的流程控制，實(shí)現(xiàn)各種信息管理。作為信息載體，RFID（射頻識(shí)別系統(tǒng)）比較常見(jiàn)。

RFID是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間偶合（電感或電磁耦合）或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。通過(guò)自動(dòng)的方式迅速簡(jiǎn)便無(wú)誤地獲得關(guān)于產(chǎn)品、地點(diǎn)、時(shí)間和交易的信息。不用接觸或是看見(jiàn)目標(biāo)，即使物體被牢固包裝或是環(huán)境不適，也不會(huì)影響它的識(shí)別功能。RFID還能夠讀寫數(shù)據(jù)，能夠在處理系統(tǒng)存儲(chǔ)資料，并可以連接到PC或PLC網(wǎng)絡(luò)上。RFID的運(yùn)作不需要人工介入，它無(wú)線工作，具有解讀功能。圖爾克公司的Blident系統(tǒng)正是新一代標(biāo)準(zhǔn)組件式射頻識(shí)別系統(tǒng)RFID。傳統(tǒng)的RFID識(shí)別系統(tǒng)一般只支持靜態(tài)讀寫，而B(niǎo)lident系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）還支持動(dòng)態(tài)讀寫，這使得載碼體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中仍能進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作，極大地提高了生產(chǎn)效率。圖爾克公司為江淮汽車C926焊裝車間所做的AVI（Autionmatic Vihicle Identification，自動(dòng)車體識(shí)別系統(tǒng)）正是基于動(dòng)態(tài)的車體自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。


圖1 Blident系統(tǒng)
AVI系統(tǒng)的總體構(gòu)成

AVI系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、RFID、打印機(jī)以及控制PLC等組成。系統(tǒng)簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)如圖2所示。


圖2 AVI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
1. 計(jì)算機(jī)

作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和管理中心，計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)信息管理和控制生產(chǎn)流程。其主要硬件構(gòu)成：P4/ 3.0G/512M/ 160G，DVD刻錄機(jī)。軟件組成：INTOUCH 9.5；SQL SERVER2000。

2. 控制PLC

由PLC控制整條生產(chǎn)線運(yùn)行以及全部上下車動(dòng)作的完成。接收計(jì)算機(jī)傳給它的發(fā)車、上下車等指令。該系統(tǒng)中PLC使用SIEMENS S7-400，采用總線方式控制。

3. RFID

RFID系統(tǒng)是本系統(tǒng)的信息載體，它主要由安裝在運(yùn)送車身的吊具上的載碼體，讀寫載碼體數(shù)據(jù)的天線（Antenna），控制讀寫、通訊處理的控制器（Controller）以及網(wǎng)絡(luò)接口模塊（Bus Module）幾部分組成。該系統(tǒng)的射頻識(shí)別系統(tǒng)使用德國(guó)圖爾克的Blident系統(tǒng)的RFID工作站。每個(gè)工作站包括：

（1）Blident接口模塊：用于連接上位系統(tǒng)。Blident采用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，與PLC和上位機(jī)同時(shí)通訊。

（2）RFID接口模塊：用于連接RFID讀寫頭。

（3）I/O模塊：用于與關(guān)聯(lián)設(shè)備PLC交接I/O信號(hào)。與關(guān)聯(lián)設(shè)備信號(hào)交接采用硬線，以保證關(guān)鍵信號(hào)的準(zhǔn)確性。

（4）基于SIEMENS TP277，為RFID工作站配置一個(gè)HMI，編輯載碼體信息。TP277與AVIPLC通訊采用Profinet，TP277可以對(duì)工作站內(nèi)的所有讀寫頭都進(jìn)行讀寫操作。

（5）Blident站：其所關(guān)聯(lián)的PLC以及HMI連接于一個(gè)交換機(jī)上，從而保證相互之間的通訊速度與可靠性，在網(wǎng)線中斷時(shí)通訊不受影響。

（6）載碼體數(shù)據(jù)容量2kB，為系統(tǒng)功能擴(kuò)展留有余量。

（7）配置基于掌上電腦的RFID手持讀寫站，配置界面如圖3所示，通過(guò)無(wú)線訪問(wèn)點(diǎn)（AP）與Bliden站通訊，編輯載碼體信息。AP覆蓋的范圍為整個(gè)工藝線。

圖3 RFID 手持讀寫站組態(tài)界面
系統(tǒng)功能

車身在進(jìn)入儲(chǔ)運(yùn)線吊具時(shí)，由終端錄入車型代碼，計(jì)算機(jī)將此信息經(jīng)過(guò)處理后，自動(dòng)寫入載碼體。以此為基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)安裝在儲(chǔ)運(yùn)線上各下線點(diǎn)以及各轉(zhuǎn)儲(chǔ)工位上的RFID天線自動(dòng)讀取地面小車和空中吊具上的載碼體內(nèi)的車身信息，跟蹤整個(gè)車間的車身生產(chǎn)情況，在監(jiān)控畫(huà)面上提供車身的位置和生產(chǎn)信息，實(shí)現(xiàn)信息管理，并根據(jù)生產(chǎn)工藝流程，向控制PLC發(fā)送指令，完成相關(guān)的操作和流程控制。車身下線后，運(yùn)載車身的吊具上的載碼體信息即被置為空。

該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下主要功能：

1.生產(chǎn)管理操作

（1）指定當(dāng)前上線車型的存儲(chǔ)區(qū)域；
（2）上線車型自動(dòng)歸類存儲(chǔ)；
（3）下線車型選擇；
（4）車身及空吊具周轉(zhuǎn)。

2.信息統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理

（1）實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)在線車型品種數(shù)量；
（2）上、下線車型品種數(shù)量統(tǒng)計(jì)報(bào)表；
（3）班、日、月等生產(chǎn)信息統(tǒng)計(jì)報(bào)表；
（4）分類報(bào)表統(tǒng)計(jì)已生產(chǎn)的各種車型數(shù)量等。

3.生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)監(jiān)控

（1）監(jiān)控當(dāng)前在線車型的具體位置；
（2）查看某一在線車型的產(chǎn)品信息和上線時(shí)間等；
（3）輸送線及相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及故障監(jiān)控。

主監(jiān)控畫(huà)面模擬顯示滾床的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息（見(jiàn)圖4）。

圖4 工藝流程圖
整條儲(chǔ)運(yùn)線的計(jì)算機(jī)監(jiān)控與管理是公司局域網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分。經(jīng)過(guò)授權(quán)的職能部門，相關(guān)管理者可通過(guò)口令權(quán)限，對(duì)生產(chǎn)線上的車型信息和下線車型數(shù)量等生產(chǎn)信息和設(shè)備故障進(jìn)行訪問(wèn)和查詢并打印出相應(yīng)報(bào)表。

結(jié)束語(yǔ)

和其他由PLC來(lái)讀寫和管理射頻識(shí)別系統(tǒng)的方案比較。在信息量大、產(chǎn)品種類繁多的管理系統(tǒng)中，該系統(tǒng)具有更大的優(yōu)越性。計(jì)算機(jī)免去了和PLC之間大量的數(shù)據(jù)交換。PLC也從無(wú)限的代碼數(shù)據(jù)處理中解脫出來(lái)，代之以計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理。

該AVI系統(tǒng)自目前正在江淮汽車焊裝車間試運(yùn)行，整體系統(tǒng)運(yùn)行狀況穩(wěn)定，RFID讀寫信息可靠，系統(tǒng)操作界面友好，操作簡(jiǎn)便，能有效地提高生產(chǎn)效率，滿足生產(chǎn)和管理的需要。(end)