前言

　　近年來，隨著制造業(yè)自動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)得越來越強。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)品具有可以標明“自己身份”的信息載體，只有正確識別出產(chǎn)品類型、品種等信息，才能完成生產(chǎn)過程的流程控制，實現(xiàn)各種信息管理。作為信息載體比較常見的有條形碼、射頻識別系統(tǒng)RFID (Radio Frequency Identification)等。射頻識別系統(tǒng)中的載碼體（TAGS），也常被稱作電子標簽。和條形碼等其他信息載體相比，電子標簽具有數(shù)據(jù)可讀可寫；誤碼率低；耐高溫；耐腐蝕；無需光學可視等耐受惡劣環(huán)境的優(yōu)點。因此，它的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。

　　本文介紹以射頻識別系統(tǒng)為基礎(chǔ)，電子標簽作為信息載體，實現(xiàn)對汽車生產(chǎn)過程中車身儲運線信息管理的實例。

1、系統(tǒng)的總體構(gòu)成

　　整體系統(tǒng)由計算機、RFID、信息錄入終端、信息查詢終端以及控制PLC等組成。系統(tǒng)簡要結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成

　　(1) 計算機：是本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和管理中心。負責信息管理和控制生產(chǎn)流程。主要硬件構(gòu)成：CPU P4 2.4G；100M以太網(wǎng)卡。軟件組成：INTOUCH 8.0；SQL SERVER2000。

　　(2) 控制PLC：控制整條生產(chǎn)線運行以及全部上下車動作的完成。接收計算機傳給它的發(fā)車、上下車等指令。本系統(tǒng)中使用MITSUBISHI 公司的A2A CPU主機。采用總線方式控制。

　　(3) 信息錄入終端：主要完成上線車型信息代碼的錄入。由顯示器、終端控制器、鍵盤以及條形碼閱讀器組成。根據(jù)上線前信息代碼形式的不同，各上線點的信息錄入既可以由條形碼掃描器直接讀取，也可由操作工人從上線處的終端鍵盤上鍵入。信息代碼錄入后，在該處的終端顯示器上，直接顯示出當前錄入的具體車型信息。

　　(4) 信息查詢終端：可以是通過以太網(wǎng)（Ethernet）和本系統(tǒng)相連的任何計算機或終端。它們分布在不同的職能部門，以交換機和以太網(wǎng)為介質(zhì)，與本系統(tǒng)連接。

　　(5) 射頻識別系統(tǒng)：是本系統(tǒng)的信息載體。它主要由安裝在運送車身的吊具上的載碼體；讀寫載碼體數(shù)據(jù)的天線（Antenna）、控制讀寫和通訊處理的控制器(Controller)以及網(wǎng)絡(luò)接口模塊(Bus Module)四部分組成。本系統(tǒng)中射頻識別系統(tǒng)使用美國EMS公司的LRP820。由于本系統(tǒng)中識別系統(tǒng)對載碼體的讀寫是由計算機完成的，因此，選用支持多點接口協(xié)議（MUX32）的MM80網(wǎng)絡(luò)接口模塊,它可連接32個讀寫設(shè)備。直接通過Rs232口和計算機連接。

2、系統(tǒng)功能

　　車身在進入儲運線吊具時,由終端錄入車型代碼，計算機將此信息經(jīng)過處理后，自動寫入載碼體。以此為基礎(chǔ)，計算機能夠通過安裝在儲運線上各下線點以及各轉(zhuǎn)儲工位上的RFID天線讀取此信息，實現(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，運載車身的吊具上的載碼體信息即被置為空。

　　本系統(tǒng)可實現(xiàn)以下主要功能：

　　(1) 生產(chǎn)管理操作

　　·指定當前上線車型的存儲區(qū)域
　　·上線車型自動歸類存儲
　　·下線車型選擇
　　·車身及空吊具周轉(zhuǎn)

　　(2) 信息統(tǒng)計報表管理

　　·實時統(tǒng)計在線車型品種數(shù)量
　　·上、下線車型品種數(shù)量統(tǒng)計報表
　　·班、日、月等生產(chǎn)信息統(tǒng)計報表
　　·分類報表統(tǒng)計已生產(chǎn)的各種車型數(shù)量等

　　(3) 生產(chǎn)線的實時監(jiān)控

　　·監(jiān)控當前在線車型的具體位置
　　·查看某一在線車型的產(chǎn)品信息和上線時間等
　　·輸送線及相關(guān)設(shè)備運行狀態(tài)及故障監(jiān)控

　　整條儲運線的計算機監(jiān)控與管理，作為公司局域網(wǎng)的一個重要組成部分。在經(jīng)過授權(quán)的職能部門。相關(guān)管理者可通過口令權(quán)限，對生產(chǎn)線上的車型信息和下線車型數(shù)量等生產(chǎn)信息進行訪問和查詢并打印出相應(yīng)報表。

3、軟件設(shè)計

　　在本系統(tǒng)中監(jiān)控軟件選用 Wonderware 公司的InTouch 8.0組態(tài)軟件。在InTouch的設(shè)備驅(qū)動程序中，不包含和LRP820控制器的通訊程序，因此需要編寫識別系統(tǒng)通訊程序以及終端錄入和響應(yīng)終端查詢等程序。

　　EMS產(chǎn)品提供標準的通訊協(xié)議，使用者可以方便的編寫計算機和RFID控制器之間的通訊程序。圖2是計算機通過控制器從載碼體中讀取一個數(shù)據(jù)塊的命令格式以及控制器返回數(shù)據(jù)的格式。在實際使用中，很多情況下不必

讀取標簽中的全部數(shù)據(jù)，可根據(jù)需要，相關(guān)工位只讀取相關(guān)的一部分信息。這樣能有效的縮短了讀寫字節(jié)的長度。相應(yīng)地減少讀寫時間。

圖2 從載碼體中讀取一個數(shù)據(jù)塊的命令格式

　　和讀取數(shù)據(jù)一樣，向載碼體寫入數(shù)據(jù)也同樣可以是一個或多個字節(jié)。圖3 是計算機通過控制器向載碼體寫入一個數(shù)據(jù)塊的命令格式。程序編寫比較簡單，程序清單略。

圖3 向載碼體寫入一個數(shù)據(jù)塊的命令格式

4、系統(tǒng)可靠性的和穩(wěn)定性約束

　　可靠性是任何產(chǎn)品和工程的生命所在，作為管理手段和控制應(yīng)用，離開可靠性和穩(wěn)定性，就很難體現(xiàn)出其具體價值。在本系統(tǒng)中影響可靠性的和穩(wěn)定性主要的因素有：

　　(1) 信息代碼來源的可靠性

　　和其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一樣, 數(shù)據(jù)來源的可靠性是基礎(chǔ)。作為本系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的基礎(chǔ)，射頻識別系統(tǒng)讀寫電子標簽的可靠性，對整體系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠至關(guān)重要。一個讀或?qū)懼芷诘耐暾裕惠d碼體的安裝；天線對載碼體的讀寫距離受周邊金屬和電磁輻射的影響是設(shè)計中首要考慮的主要因素。

　　(2) 軟件設(shè)計的可靠性

　　在多點通訊中，對發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)以及返回消息的完整處理，是特別重要的，直接關(guān)系系統(tǒng)的可靠性。對控制器發(fā)出讀或?qū)懼噶詈?，根?jù)返回的消息判斷指令是否被成功執(zhí)行是十分必要的。

　　LRP820提供了很好的應(yīng)用特性，使得使用者能夠在目標移動過程中讀取載碼體中的數(shù)據(jù)，但是在多控制器系統(tǒng)中，兩個或兩個以上的載碼體同時進入讀寫狀態(tài)的情況也會出現(xiàn)的，這是軟件設(shè)計過程中，必須提供的冗余處理。

5、結(jié)束語

　　和其它由PLC來讀寫和管理射頻識別系統(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，本方案具有更大的優(yōu)越性。計算機免去了和PLC之間大量的數(shù)據(jù)交換。PLC也從無限的代碼數(shù)據(jù)處理中解脫出來，代之以計算機的數(shù)據(jù)庫管理。

　　本系統(tǒng)自（2003年）正式在柳新汽車沖壓件有限公司投入使用以來,整體系統(tǒng)運行狀況穩(wěn)定，射頻識別系統(tǒng)讀寫信息可靠，系統(tǒng)操作界面友好，操作簡便，能有效的提高生產(chǎn)效率,滿足生產(chǎn)和管理的需要。

參考文獻

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[2] LRP820-Series Long-Range PassiveReader/Writers. EMS OPERATORS MANUAL.
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[4] 三菱公司. <<計算機鏈接/多站鏈接模手冊>>.