基于射频识别系统的车身储运线信息管理

前言

    近年来,随着制造业自动化水平的快速提高和快速发展,生产线信息管理的重要性越来越强。产品的多样性、生产过程的复杂性和产品更新速度的加快决定了生产信息管理手段和方法的不断改进。
    信息管理的基本条件是生产线上的产品有信息载体,可以标明自身身份。只有正确识别产品类型、品种等信息,才能完成生产过程的过程控制,实现各种信息管理。条形码和射频识别系统作为一种常见的信息载体RFID (Radio Frequency Identification)等。射频识别系统中的载体(TAGS),也常被称为电子标签。与条形码等其他信息载体相比,电子标签具有数据可读性和可写性;误码率低;耐高温;耐腐蚀;耐恶劣环境的优点,如无光学视觉。因此,它的应用领域非常广泛。
    本文介绍了以射频识别系统为基础,以电子标签为信息载体,实现车身储运线信息管理的实例。 

1系统的整体组成

    整个系统由计算机组成,RFID、信息输入终端、信息查询终端和控制PLC等组成。系统简要结构见图1。

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图1 系统构成

(1) 计算机:是该系统的数据处理和管理中心。负责信息管理和生产过程控制。主要硬件组成:CPU P4 2.4G;100M以太网卡。软件组成:INTOUCH 8.0;SQL SERVER2000。
(2) 控制PLC:控制整个生产线的运行,完成所有上下车动作。接收计算机发送的出发、上下车等指令。用于本系统MITSUBISHI 公司的A2A CPU主机。采用总线控制。
(3) 信息输入终端:主要完成在线模型信息代码的输入。它由显示器、终端控制器、键盘和条形码阅读器组成。根据在线前的不同信息代码形式,每个在线点的信息输入不仅可以由条形码扫描器直接读取,还可以由操作员从在线终端键盘上输入。输入信息代码后,当前输入的具体模型信息直接显示在该地点的终端显示器上。
(4) 通过以太网查询信息终端:(Ethernet)任何与系统相连的计算机或终端。它们分布在不同的功能部门,以交换机和以太网为介质,与系统相连。
(5) 射频识别系统:是该系统的信息载体。它主要由安装在运输车身吊具上的载体组成;读写载有码体数据的天线(Antenna)、控制读写和通信处理的控制器(Controller)以及网络接口模块(Bus Module)四部分组成。该系统采用美国射频识别系统EMS公司的LRP820。由于该系统中识别系统对载体的读写是由计算机完成的,因此选择支持多点接口协议(MUX32)的MM可连接32个读写设备的80网络接口模块。直接通过Rs232口与计算机连接。

2系统功能

    车身进入储运线吊具时,由终端输入车型代码,计算机处理后自动将此信息写入载体。在此基础上,计算机可以安装在储运线上的每个下线点和每个RFID天线读取此信息,实现信息管理,并根据生产过程进行控制PLC发送指令,完成相关操作和流程控制。车身下线后,车身吊具上的载体信息被空置。
本系统可实现以下主要功能:
(1) 生产管理操作:
·指定当前在线车型的存储区域。
·自动分类存储在线车型。
·选择线下车型。
·车身和空吊具周转。
(2) 管理信息统计报表
·在线车型品种数量实时统计。
·上下车型数量统计报表。
·班级、日、月等生产信息统计报表。
·分类报表统计了生产的各种型号的数量
(3) 实时监控生产线
·监控当前在线车型的具体位置。
·查看在线车型的产品信息和在线时间。
·运行状态及故障监测及相关设备。
    整个存储和运输线路的计算机监控和管理是公司局域网的重要组成部分。在授权的职能部门。相关管理人员可以访问和查询生产线上的车型信息和离线车型数量,并打印相应的报告。

3软件设计

    在本系统中选择监控软件 Wonderware 公司的InTouch 8.0组态软件InTouch和LRP因此,需要编写识别系统通信程序、终端输入和响应终端查询等程序。
      EMS产品提供标准的通信协议,用户可以方便地编写计算机和RFID控制器之间的通信程序。图2是计算机通过控制器从载体中读取数据块的命令格式和控制器返回数据的格式。在实际使用中,标签中的所有数据在很多情况下都不需要读取,相关站点只能根据需要读取相关信息的一部分。这样可以有效缩短读写字节的长度。相应地减少阅读时间。

 

图2 从载体中读取数据块的命令格式

    就像读取数据一样,将数据写入载体也可以是一个或多个字节。 计算机通过控制器将数据块的命令格式写入到载体中。程序编写相对简单,程序列表略微。

 

图3 将数据块的命令格式写入向载码体

4系统可靠性和稳定性约束

    可靠性是任何产品和项目的生命。作为一种管理手段和控制应用,没有可靠性和稳定性,就很难反映其具体价值。影响系统可靠性和稳定性的主要因素有:
(1) 信息代码源的可靠性
    与其它数据采集系统一样, 数据源的可靠性是基础。射频识别系统作为系统数据源的基础,读写电子标签的可靠性对整个系统的稳定性和可靠性至关重要。读写周期的完整性;载体的安装;天线对载体的读写距离受周围金属和电磁辐射的影响。
(2) 软件设计的可靠性
    在多点通信中,完全处理发送数据、接收数据和返回信息尤为重要,直接关系到系统的可靠性。控制器发出读写指令后,有必要根据返回的信息判断指令是否成功执行。
LRP820提供了良好的应用特性,使用户能够在目标移动过程中读取载体中的数据,但也会出现两个或两个以上载体同时进入读写状态,这是软件设计过程中必须提供的冗余处理。

5结束语

      和其它由PLC比较读写和管理射频识别系统的方案。该方案在信息量大、产品种类繁多的管理系统中具有更大的优势。计算机消除了和谐PLC大量的数据交换。PLC它从无限的代码数据处理中解脱出来,取而代之的是计算机数据库管理。
自2003年刘鑫汽车冲压件有限公司正式投入使用以来,整个系统运行稳定,射频识别系统读写信息可靠,操作界面友好,操作简单,能有效提高生产效率,满足生产管理的需要。

参考文献
[1] 李鹏编.<<计算机通信技术及其程序设计>>.西安电子科技大学出版社.
[2] LRP820-Series Long-Range PassiveReader/Writers. EMS OPERATORS MANUAL.
[3] Read Only Node Setup Software. EMS USER’S GUIDE.
[4] 三菱公司. <<计算机链接/多站链接模手册>>.

本文来源:rfid世界网