基于RFID技術的發動機生産過程應用研究
来源: 《金属加工(冷加工)》    发布时间: 2019-03-28 11:28   90 次浏览   大小:  16px  14px  12px
基于RFID技術的發動機生産過程應用研究

  一、RFID概述

  RFID无线射频技术(Radio FrequencyIdentification)是一种近些年才兴起的数据采集技术,同时也是目前最受重视的自动识别和数据采集技术。它的基本原理是利用感应式耦合和电磁耦合,实现对标识物体的自动识别和跟踪。射频技术具有精度高、适应环境能力强、抗干扰性强及可重复利用等诸多优点,目前己被广泛应用于商业百货销售、物流运输管理和工业自动化天天看高清线等众多领域。

  一汽解放錫柴惠山基地擁有現代化的重型車用柴油機生産線,包含4條金屬切削及裝配、校車、油封共7條生産線。其中6DM機加生産線引進自德國GROB公司。其生産線過程信息特別是工件加工信息、工件實時流轉狀態,設備效率等是生産管理層一直關注的重點。由于車間生産設備上存在硬件限制,急需要在現有的硬件基礎上進行功能升級。實現對每一個工件加工信息進行讀寫、存儲,並上傳到數據服務器進行大數據采集分析,分析結果最終可用于生産管理。

  本文主要針對一汽解放錫柴重型柴油機智能制造示範基地建設項目中,6DM機加線RFID數據采集和傳輸功能進行闡述。

  二、RFID硬件選型

  根据现场机床硬件配置要求,选择BALLUFFRFID相关天天看高清,其应用在工件信息读写的BIS M系列感应式耦合RFID天天看高清,包含RFID处理器、RFID读写头、RFID数据载体和联接电缆接头等。

  該天天看高清結構緊湊,使用壽命長,抗幹擾能力強,數據讀寫快速,特別適合應用在機械加工生産線工件物流信息的采集。

  (1)硬件介绍:BALLUFF BIS M处理器的工作频率为13.56 MHz高频通讯,处理器支持连接两个读写头,选择与之配套的读写头型号为BIS00M6,服务接口可用于联接配置软件进行数据载体的读写。

  爲了便于可靠安裝在缸體缸蓋上,選擇一款類似螺釘的數據載體BIS00PT,它可以像螺絲一樣被擰在缸體缸蓋上,實現可靠的安裝。和配套的讀寫頭一起使用,該數據載體讀寫識別距離最大爲4cm,滿足生産線工件流轉過程中的讀寫要求(見圖1)。

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  图1 RFID处理器、读写器和数据载体

  (2)以工件生産加工信息爲例,根據需要采集的生産過程信息,結合生産線管理要求,定義了數據載體內數據區域存儲要求。附表所示包含了加工過程RFID需要采集的數據信息。

  6DM機加線生産過程信息需要通過RFID采集的數據主要有兩類:工件信息和加工過程信息。工件信息主要有工件零件號、流水號等;加工過程信息有工件加工質量、工件狀態和加工工序號等信息。

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  數據載體內信息定義表

  以缸體線OP40工位爲例,在機床上料和下料處均有一個讀寫頭,當安裝了數據載體的缸體流轉至OP40上料處時,PLC完成上料處工件的信息讀寫。例如工件零件號,工件流水號及前一工序的加工信息等,並將相關信息顯示在HMI面板上,同時進行加工信息校驗,判斷該工件是否是上一個工序合格的加工件,流程如圖2所示。

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  圖2數據載體讀寫流程

  當機床完成該工件的加工後,工件流轉至下料口,PLC完成加工信息的寫入,同時將信息顯示在HMI面板上,OP40的加工信息同時也記錄在數據載體內。PLC將該加工信息,連同之前讀取的工件零件號、流水號等一同傳送至數據服務器,形成該工件的加工數據鏈和工件整條加工流程信息表,數據服務器作爲和上層服務器的通訊接口,暫時存儲生産線機床加工的相關信息。

  (3)RFID在GROB機床內的配置。完成硬件接線後,首先需要在PLC上進行硬件組態(見圖3),並配置IO天天看高清。之後完成和PLC編程數據螺釘的讀寫(見圖4)。

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  重新編寫HMI顯示界面,用于RFID信息顯示及確認。例如,操作工可以通過該界面確認不合格的加工信息。

  (4)上線工件ID的寫入。在上料工位,使用PC+PLC+RFID的方式,增加上料工件螺釘信息錄入設備。當工件流轉至該工位時,由操作工將數據螺釘擰到工件上,並在PC上輸入唯一的流水號,工件流通時,PLC將流水ID號寫到數據螺釘內。實物如圖5所示。

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  圖5上線工件ID信息寫入RFID載體

  該數據螺釘將跟隨工件一直流轉,直至下線工位。在工件加工流傳過程中,每個工序的加工信息、連同ID號都被傳輸至數據服務器。

  (5)數據采集及分析。生産線數據采集段落增加一台數據服務器,使用專業軟件建立上層服務器和現場設備的橋梁。例如,用KEPServer采集機床需要的數據,如工件ID號、加工信息、加工數量及機床報警信息等。再由專業的數據采集分析軟件公司編寫數據采集分析軟件,讀取KEPServer采集的數據。數據經過分析後,結合相關APP,可在電腦、平板等客戶端上實時浏覽,形成一套智能工廠管理平台。最終實現生産産量、設備效率及設備報警等綜合管理。利用該平台,實現對生産、物流和調度的大數據分析(見圖6)。

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  圖6部分段落機床生産效率

  數據采集系統軟件是工廠管理系統的重要組成部分。包含了服務器端、客戶端和手持端三部分。設計應遵循簡單易操作,可靠性高,實時性好,結構清晰等原則。

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