車身跟蹤系統(tǒng)中RFID的應(yīng)用探討

1.前言

　 RFID是近年來迅速發(fā)展的一種快速識(shí)別技術(shù)，通過對(duì)載碼體的無接觸識(shí)別獲得存儲(chǔ)的信息代碼。載碼體又俗稱電子標(biāo)簽(TAG)，與傳統(tǒng)條形碼技術(shù)相比，電子標(biāo)簽具有數(shù)據(jù)記憶容量大;可讀可寫、無接觸識(shí)別;耐高溫、耐腐蝕適應(yīng)惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn);而且具有穿透性可無障礙讀寫，可以穿透覆蓋的紙張、木材、塑料等非金屬或非透明材質(zhì)，誤讀率也低，因此被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。

　　本文以實(shí)際項(xiàng)目使用經(jīng)驗(yàn)介紹RFID技術(shù)在汽車制造業(yè)使用的實(shí)例，實(shí)現(xiàn)油漆車間車身信息的跟蹤管理。

　　2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　2.1車身跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　神龍汽車有限公司武漢二廠油漆車間從生產(chǎn)管理到制造工藝設(shè)備及技術(shù)均達(dá)到了PSA全球精益化樣板工廠標(biāo)桿水平。在車間內(nèi)部車身跟蹤系統(tǒng)采用了目前先進(jìn)的RFID識(shí)別技術(shù)，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1。從控制角度分，大致分為如圖所示三個(gè)層面：基礎(chǔ)設(shè)備層、控制層、中央管理層;ERP層屬企業(yè)管理層。車身數(shù)據(jù)流如圖中箭頭所示，各層級(jí)之間數(shù)據(jù)雙向傳遞，生產(chǎn)管理所需的車身信息永久保存在數(shù)據(jù)服務(wù)器中。在生產(chǎn)過程中，工藝、機(jī)器人、輸送設(shè)備可從電子標(biāo)簽獲得指導(dǎo)生產(chǎn)必需的車身信息。

　　圖1RFID系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　2.2系統(tǒng)各組成部分任務(wù)簡(jiǎn)述

　　1)中央管理層：EN數(shù)據(jù)服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理管理中心。負(fù)責(zé)信息管理和控制生產(chǎn)流程，上連企業(yè)ERP系統(tǒng)，下管理整個(gè)油漆車間的生產(chǎn)物流指導(dǎo)，信息收集。隸屬于中控系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)客戶端，通過應(yīng)用系統(tǒng)CCR-View操作平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)在線查詢、修改車間內(nèi)部實(shí)際車身的信息，譬如顏色、車型等信息。

　　2)控制層：本地輸送PLC主要控制輸送鏈的運(yùn)行，并負(fù)責(zé)車身信息上傳下達(dá)的作用，在接收到中央管理層發(fā)出的信息后負(fù)責(zé)傳遞至下層讀/寫站，在收到下層讀/寫站上傳的信息后負(fù)責(zé)傳送至機(jī)器人PLC、大屏幕顯示板以及工藝PLC，電泳線控制PLC收到不同的車型信息時(shí)，可以調(diào)用不同的電壓參數(shù);噴漆機(jī)器人PLC可以根據(jù)收到的車型、顏色信息選擇不同的噴涂軌跡及油漆管線噴漆，從而實(shí)現(xiàn)工藝過程控制。本項(xiàng)目采用施奈德Premium 57系列5634M CPU，使用以太網(wǎng)連接實(shí)現(xiàn)信息傳遞。

　　3)基礎(chǔ)設(shè)備層：主要包含完整的RFID(射頻識(shí)別系統(tǒng))和現(xiàn)場(chǎng)操作終端。RFID系統(tǒng)包含電子標(biāo)簽(Tag)和讀/寫站，電子標(biāo)簽用來存儲(chǔ)必需的車身物流信息，讀/寫站從標(biāo)簽里讀取和寫入數(shù)據(jù)，讀/寫站通訊協(xié)議基于TCP/IP，直接通過以太網(wǎng)和控制PLC連接;現(xiàn)場(chǎng)操作終端用以控制讀寫站，給人提供一個(gè)人機(jī)交互界面，可以顯示電子標(biāo)簽存儲(chǔ)的相關(guān)信息，可實(shí)現(xiàn)緊急或信息錯(cuò)誤情況下本地信息錄入、修改、查詢等功能。

　　3.系統(tǒng)功能

　　3.1使用RFID前的信息傳遞方式及特點(diǎn)

　　在使用RFID技術(shù)前，存儲(chǔ)車身信息主要是紙質(zhì)條形碼，采用條形碼的方式就是要在所用功能需求點(diǎn)設(shè)置企業(yè)管理層SPPV系統(tǒng)的客戶端，通過讀取條形碼，查詢SPPV系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫獲取需要的車身信息，指導(dǎo)生產(chǎn)管理。優(yōu)點(diǎn)是方便靈活，缺點(diǎn)是對(duì)于車間生產(chǎn)管理的幫助有很大局限性，只能提供車型、顏色等信息，不能融入車間自動(dòng)化系統(tǒng)的控制。隨著光電技術(shù)的發(fā)展，一段時(shí)期內(nèi)，很多汽車企業(yè)也使用了一種條形碼延伸技術(shù)——機(jī)械條碼(機(jī)械梳子)，就是在每個(gè)雪橇上安裝一個(gè)具有唯一性的鋼制條形碼，使用光電傳感器來掃描讀寫完成不同車身信息的傳遞，其特點(diǎn)是車身信息必須存儲(chǔ)在PLC里，設(shè)置一個(gè)專用車身數(shù)據(jù)PLC管理車間內(nèi)部運(yùn)行的所有車身的數(shù)據(jù)，BODY DATA PLC在車間運(yùn)行時(shí)有大量數(shù)據(jù)交換，所以，對(duì)PLC性能要求高，大容量的內(nèi)存，對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊的速率、可靠性要求都很高。