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隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0概念的深入推進(jìn)，中國工業(yè)制造逐漸向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)變，而制造模式也從傳統(tǒng)的“生產(chǎn)型制造”向現(xiàn)代的“服務(wù)型制造”轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)管理提出了新的要求。作為傳統(tǒng)制造行業(yè)的銅管加工，同樣提出生產(chǎn)高精度、高性能和低能耗的要求。目前，銅管加工行業(yè)集中度較低，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，無法滿足市場發(fā)展需求。同時(shí)，隨著我國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)，行業(yè)總體產(chǎn)能過剩的矛盾日益突出，加之銅價(jià)波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)和流動(dòng)資金需求壓力加劇，導(dǎo)致銅管加工企業(yè)發(fā)展極不平衡。為了提高自身的競爭能力，很多企業(yè)都開始使用MES系統(tǒng)來對(duì)人、機(jī)和產(chǎn)品進(jìn)行管理。

為了對(duì)整個(gè)車間進(jìn)行生產(chǎn)管理，客戶開始使用MES系統(tǒng)。MES系統(tǒng)中的SCADA系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)采集電能、流量、氣壓等設(shè)備信息。但是，銅管生產(chǎn)加工是一個(gè)復(fù)雜的過程，很難實(shí)現(xiàn)有效的生產(chǎn)管理。銅管生產(chǎn)線中的熔鑄、聯(lián)拉、盤拉、在線退火、成型、探傷、精整等是一個(gè)連續(xù)的生產(chǎn)過程，前一道工序的產(chǎn)品是下道工序的原料，但是各個(gè)工序之間又是相互獨(dú)立的，即各個(gè)工序可以獨(dú)立運(yùn)行。這是一種產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)和分散加工的生產(chǎn)方式。銅管生產(chǎn)線這種特性給銅管生產(chǎn)過程中的原料參數(shù)、工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、產(chǎn)品系數(shù)等生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)帶來了不便。目前這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)都是采用人工方式，致使作業(yè)強(qiáng)度大，效率低，時(shí)效性差，生產(chǎn)數(shù)據(jù)更不能及時(shí)地分享。為了解決這個(gè)問題，MES系統(tǒng)就需要對(duì)物料信息進(jìn)行追溯，對(duì)物料流轉(zhuǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

銅管作為物料被盤繞在金屬料框上，且在生產(chǎn)加工過程中不會(huì)更換料框。所以，對(duì)銅管的識(shí)別，可以轉(zhuǎn)換為對(duì)金屬料框的識(shí)別。每個(gè)料框?qū)ΨQ安裝兩個(gè)抗金屬載碼體，采用螺絲固定，安裝時(shí)使用螺紋膠可以有效防止高速轉(zhuǎn)動(dòng)中載碼體脫落。料框號(hào)預(yù)先被寫入載碼體中。在聯(lián)拉工位，MES系統(tǒng)通知RFID系統(tǒng)執(zhí)行讀取操作，讀取到載碼體信息后，RFID系統(tǒng)通知MES系統(tǒng)將批次信息與料框綁定。在盤拉的收放料工位安裝RFID讀寫頭，當(dāng)設(shè)備開始盤拉時(shí)，MES系統(tǒng)通知收放料工位的RFID系統(tǒng)開始讀取，當(dāng)RFID系統(tǒng)接收到MES系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)后，如果載碼體不在檢測區(qū)域，RFID系統(tǒng)等待載碼體旋轉(zhuǎn)至檢測區(qū)域再進(jìn)行讀取，然后，RFID系統(tǒng)向MES系統(tǒng)反饋載碼體信息，MES系統(tǒng)再將料框上的物料信息進(jìn)行交換。在內(nèi)螺紋收放料工位也要安裝RFID讀寫頭，內(nèi)螺紋成型時(shí)，MES系統(tǒng)通知收放料工位讀寫頭進(jìn)行讀取，RFID系統(tǒng)向MES系統(tǒng)反饋載碼體信息，MES系統(tǒng)將料框上的物料信息進(jìn)行交換。在復(fù)繞放料工位旁同樣安裝RFID讀寫頭，復(fù)繞時(shí)，MES系統(tǒng)通知復(fù)繞讀寫頭進(jìn)行讀取，RFID系統(tǒng)讀取到料框信息后通知MES系統(tǒng)將物料信息和料框解綁。

簡而言之，RFID系統(tǒng)從聯(lián)拉收料開始讀取，經(jīng)過盤拉，在線退火，內(nèi)螺紋成型，復(fù)繞等設(shè)備，將讀取到的料框信息作為數(shù)據(jù)源發(fā)送給MES系統(tǒng)，而MES系統(tǒng)不斷地對(duì)料框和物流進(jìn)行綁定和解綁，從而實(shí)現(xiàn)物料流轉(zhuǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

由于高頻RFID產(chǎn)品識(shí)別距離近，且讀寫頭需要與載碼體正對(duì)安裝。這很難符合現(xiàn)場使用要求，因而，只能使用超高頻RFID產(chǎn)品。超高頻識(shí)別距離遠(yuǎn)，且識(shí)別時(shí)讀寫頭不需要與載碼體正對(duì)。另外，因?yàn)楝F(xiàn)場沒有PLC進(jìn)行控制，客戶希望通過MES系統(tǒng)來觸發(fā)讀寫頭進(jìn)行讀取操作，但是，計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器很難實(shí)時(shí)控制大量底層設(shè)備。圖爾克的可編程網(wǎng)關(guān)作為獨(dú)立的控制器，連接上模塊后可成為一套集成系統(tǒng)，即可控制讀寫頭對(duì)料框上的載碼體進(jìn)行讀取，又可對(duì)IO信號(hào)進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集和狀態(tài)輸出。IP67防護(hù)等級(jí)的抗金屬載碼體可以直接被安裝在料框上，完全符合現(xiàn)場應(yīng)用要求。此外，通過降低讀寫頭發(fā)射功率解決了超高頻RFID的串讀問題。針對(duì)誤讀問題，通過增加識(shí)讀次數(shù)來過濾掉錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。

圖爾克模塊化設(shè)計(jì)的接口模塊，除了可以連接RFID模塊，還可以兼容其它I/O模塊，可以使現(xiàn)場傳感器和LED燈的信號(hào)通過同一個(gè)網(wǎng)關(guān)與MES系統(tǒng)進(jìn)行交互，這樣減少了現(xiàn)場布線；可編程網(wǎng)關(guān)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，使得RFID系統(tǒng)獨(dú)立于MES系統(tǒng)，可靠地實(shí)現(xiàn)底層數(shù)據(jù)采集與信號(hào)輸出；高防護(hù)等級(jí)的產(chǎn)品，可以應(yīng)用在現(xiàn)場惡劣的環(huán)境；如果現(xiàn)場需要添加新的讀寫頭，只需要增加RFID模塊和底板，這樣可以大大降低硬件成本和施工難度；通過LED指示燈可以清楚地看到讀寫頭和RFID模塊的工作狀態(tài)；預(yù)鑄的線纜方便現(xiàn)場安裝，并且確保數(shù)據(jù)能在惡劣的工業(yè)環(huán)境中安全傳輸；最重要地是，圖爾克的RFID產(chǎn)品支持熱插拔，這樣可以大大減少停機(jī)時(shí)間，從而使設(shè)備維修變得快速、簡單。使用圖爾克RFID產(chǎn)品后，生產(chǎn)效率明顯提高，員工作業(yè)強(qiáng)度明顯降低，生產(chǎn)時(shí)效性明顯改善，真正實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控和物料信息全程追溯。

隨著工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，制造性企業(yè)向數(shù)字化、智能化和服務(wù)化轉(zhuǎn)變。設(shè)備管理、能源管理、生產(chǎn)過程管理被提升到了一個(gè)新的高度。針對(duì)生產(chǎn)管理，RFID系統(tǒng)對(duì)物料數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、統(tǒng)計(jì)分析以及質(zhì)量監(jiān)控，并及時(shí)傳送數(shù)據(jù)到物料管理、生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量保證以及其他相關(guān)部門，進(jìn)行進(jìn)一步的處理和運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)車間產(chǎn)品物流的跟蹤和生產(chǎn)過程的控制。企業(yè)可以根據(jù)訂單，查詢生產(chǎn)狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程信息追溯。