普諾瑪RFID智能傳感器系統(tǒng)在制造業(yè)中的應(yīng)用
——普諾瑪集團(tuán)/藍(lán)泰科技
普諾瑪新推出的智能傳感器系統(tǒng)成功應(yīng)用于家電生產(chǎn)線、煙草生產(chǎn)線、汽車裝配線等諸多自動(dòng)化生產(chǎn)線中，減少了勞動(dòng)力資源、提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)裝配過(guò)程的準(zhǔn)確性，方便管理層面實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)過(guò)程信息，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制、透明化監(jiān)管和生產(chǎn)裝配信息的可回溯。
普諾瑪智能工控傳感器系統(tǒng)主要包含兩大部分，即RFID射頻標(biāo)簽部分、智能識(shí)讀傳感器部分。
一、 RFID射頻標(biāo)簽部分：
射頻標(biāo)簽（tag或SmartLabels），也可稱為數(shù)據(jù)載碼器（Data Carrier），是存儲(chǔ)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)信息的移動(dòng)的數(shù)據(jù)載體，按照其供電方式，可以將射頻標(biāo)簽分為無(wú)源標(biāo)簽和有源標(biāo)簽兩種，無(wú)源標(biāo)簽的讀寫距離較近，通常應(yīng)用在小型產(chǎn)品的組裝及生產(chǎn)過(guò)程中，有源標(biāo)簽的讀寫距離較遠(yuǎn)，一般均可達(dá)到5m、15m甚至更遠(yuǎn)距離，通常應(yīng)用在大型產(chǎn)品的組裝及生產(chǎn)過(guò)程中。按照標(biāo)簽的工作原理，又可以分為低頻標(biāo)簽（125KHz/134.2KHz）、高頻標(biāo)簽（13.56MHz）、超高頻標(biāo)簽（900MHz）以及微波頻段標(biāo)簽（2.4GHz）。普諾瑪科技借助多年來(lái)在工控行業(yè)的嘗試和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，推出了數(shù)十種可應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的射頻標(biāo)簽，外形多樣、耐高溫、抗金屬屏蔽等一系列特性，使普諾瑪射頻標(biāo)簽行業(yè)內(nèi)得以廣泛應(yīng)用。
二、 智能識(shí)讀傳感器部分：
普諾瑪識(shí)讀傳感器，也可以成為讀/寫設(shè)備，其通過(guò)射頻識(shí)別技術(shù)，以非接觸方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻標(biāo)簽（即數(shù)據(jù)載體）內(nèi)數(shù)據(jù)的讀或?qū)懖僮鳌Ｆ罩Z瑪科技針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合、安裝條件、用戶需求，推出了不同形式的識(shí)讀傳感器，如圖所示。
另外，普諾瑪智能識(shí)讀傳感器，同時(shí)具備控制器的功能，即：它一方面接受工業(yè)用可編程控制器PLC發(fā)送的數(shù)據(jù)指令，并將其轉(zhuǎn)化為讀寫指令發(fā)送給讀寫模塊，另一方面，它將從讀寫模塊識(shí)讀接受到的射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給PLC。即實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)識(shí)讀設(shè)備與上層控制器PLC之間的無(wú)縫連接。由于市場(chǎng)上PLC種類及現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議繁多，因此，普諾瑪科技推出了不同總線形式的智能識(shí)讀傳感器，例如：Modbus協(xié)議、Dvicenet協(xié)議、Profibus協(xié)議、TCP/IP、Serial（RS232/RS485）。
三、 應(yīng)用案例介紹：
（一） 汽車制造業(yè)：
在汽車制造中，從最初部件毛胚制造，到整車裝配調(diào)測(cè)完成，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程構(gòu)成一個(gè)龐大的系統(tǒng)，每個(gè)專業(yè)化生產(chǎn)車間完成不同的制造。同時(shí)，汽車生產(chǎn)除了各種生產(chǎn)車間外，還伴隨著如原材料，半成品供給等物流過(guò)程。如何高效，高質(zhì)，經(jīng)濟(jì)，準(zhǔn)確，靈活地完成生產(chǎn)任務(wù)，如何將生產(chǎn)信息準(zhǔn)確實(shí)時(shí)反映給中央系統(tǒng)，這是生產(chǎn)企業(yè)非常關(guān)注的。
普諾瑪智能傳感器系統(tǒng)應(yīng)用在某知名汽車制造企業(yè)生產(chǎn)線上，在各生產(chǎn)環(huán)節(jié)安裝智能識(shí)讀傳感器，在相應(yīng)部件上固定射頻標(biāo)簽，射頻標(biāo)簽里面存儲(chǔ)部件信息（如編號(hào)，加工信息等）例如在車身加工環(huán)節(jié)(Body Shop)，使機(jī)器手準(zhǔn)確了解車身加工信息，從而完整精準(zhǔn)的操作。通過(guò)采用了普諾瑪智能傳感器系統(tǒng)，大幅度地提高了生產(chǎn)信息透明性，可追溯性以及可靠性。在涂裝環(huán)節(jié)，所采用的產(chǎn)品必須耐高溫。針對(duì)該應(yīng)用場(chǎng)合，普諾瑪智能傳感器系統(tǒng)射頻標(biāo)簽完全符合該應(yīng)用環(huán)境，當(dāng)每個(gè)已噴漆的車身進(jìn)入總裝生產(chǎn)線時(shí)，都會(huì)在其的發(fā)動(dòng)機(jī)上固定一個(gè)數(shù)據(jù)載碼器（射頻標(biāo)簽），并向其中寫入與型號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)(如汽車底盤數(shù)據(jù))。在發(fā)動(dòng)機(jī)制造，動(dòng)力總成環(huán)節(jié)，由于產(chǎn)品及工序的復(fù)雜性，通過(guò)采用高頻HF13.56MHz射頻識(shí)別系統(tǒng)，可及時(shí)獲取，組合生產(chǎn)信息，提高該環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性及提高生產(chǎn)效率。采用普諾瑪智能傳感器系統(tǒng)之前采用的是條碼識(shí)別系統(tǒng)，需通過(guò)人工進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而普諾瑪智能傳感器系統(tǒng)不用接觸即可識(shí)讀射頻標(biāo)簽里的信息，且能在環(huán)境惡劣（高溫、粉塵、潮濕、電磁干擾等）的工作場(chǎng)所正常運(yùn)行，無(wú)須人工干預(yù)，避免了人為出錯(cuò)。
（二） 煙草行業(yè)：
普諾瑪智能傳感器系統(tǒng)針對(duì)煙草行業(yè)企業(yè)到貨掃描和打碼到條的實(shí)際需求，結(jié)合射頻識(shí)別的非接觸、存儲(chǔ)容量大、讀取速度快等應(yīng)用特性，對(duì)商業(yè)企業(yè)結(jié)合打碼到條三掃的射頻識(shí)別應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 主要是利用后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)把射頻標(biāo)簽（tag或SmartLabels）與該射頻標(biāo)簽所貼在的托盤上的件煙信息相關(guān)聯(lián)，通過(guò)普諾瑪智能識(shí)讀傳感器采集射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)并及時(shí)上傳給中央系統(tǒng)，就能夠獲取整托盤件煙的條碼信息。
企業(yè)在卷煙到貨時(shí)，采集每件到貨件煙的條碼信息，實(shí)現(xiàn)煙草到貨掃描，同時(shí)把采集到的件煙條碼信息與代表托盤標(biāo)識(shí)的射頻標(biāo)簽建立垛信息，把此垛信息壓縮加密后保存在射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)區(qū)域中，托盤上的射頻標(biāo)簽ID號(hào)就與碼放其上的件煙條碼信息關(guān)聯(lián)了起來(lái)，然后件煙與托盤作為一個(gè)整體，以關(guān)聯(lián)好的形式在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行存儲(chǔ)、流通；在企業(yè)內(nèi)部存儲(chǔ)、流通期間若發(fā)生托盤上件煙變更的情況，通過(guò)智能識(shí)讀傳感器更新射頻標(biāo)簽數(shù)據(jù)區(qū)中射頻標(biāo)簽和托盤上件煙條碼信息的垛信息，以保證垛信息的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性；在打碼到條應(yīng)用中需要采集拆箱的件煙的條碼信息，此時(shí)則可以掃描代表托盤標(biāo)識(shí)的射頻標(biāo)簽，并根據(jù)射頻標(biāo)簽數(shù)據(jù)區(qū)中其與件煙條碼的垛信息，簡(jiǎn)單快捷的采集到整托盤全部件煙的條碼信息。
把電子標(biāo)簽和件煙條碼信息的垛信息與相應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)（如倉(cāng)庫(kù)電子地圖系統(tǒng)、數(shù)字倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)）相結(jié)合，使倉(cāng)庫(kù)管理到區(qū)域（庫(kù)位）、管理到托盤、管理到件煙等等，提供貨位的盤點(diǎn)效率，有效的較少貨物盤點(diǎn)的錯(cuò)誤。
（三） 家電生產(chǎn)行業(yè)：
普諾瑪智能工控傳感器系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)化生產(chǎn)線的實(shí)際情況,在流水線物品托盤上安裝射頻標(biāo)簽,標(biāo)簽里面存儲(chǔ)物品相關(guān)資料.同時(shí)在生產(chǎn)線每道工序安裝相應(yīng)的智能傳感器,每個(gè)傳感器都是惟一地址,傳感器接入總線跟PLC或者工控機(jī)來(lái)通訊.傳感器將現(xiàn)場(chǎng)采集的射頻標(biāo)簽信息上傳,上位機(jī)將收到的信息進(jìn)行處理,然后發(fā)出指令給執(zhí)行裝置來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作.傳感器同時(shí)接收上位機(jī)發(fā)來(lái)的讀寫指令,對(duì)托盤上的射頻標(biāo)簽內(nèi)容進(jìn)行識(shí)讀和修改.
自動(dòng)化生產(chǎn)線采用智能傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)在整個(gè)生產(chǎn)線上對(duì)原材料、零部件、半成品和成品的識(shí)別與跟蹤，減少人工識(shí)別成本和出錯(cuò)率，提高效率和效益。特別是在采用準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)方式的流水線上，原材料與零部件必須準(zhǔn)時(shí)送達(dá)到工位上。就能通過(guò)識(shí)別射頻標(biāo)簽來(lái)快速?gòu)钠奉惙倍嗟膸?kù)存中準(zhǔn)確地找出工位所需的原材料和零部件。還能幫助管理人員及時(shí)根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度發(fā)出補(bǔ)貨信息，實(shí)現(xiàn)流水線均衡、穩(wěn)步生產(chǎn)，同時(shí)也加強(qiáng)了對(duì)質(zhì)量的控制與追蹤。
當(dāng)原材料、零部件或者半成品進(jìn)入第一道工序時(shí),PLC或者工控機(jī)發(fā)指令給工控RFID智能傳感器,將這些物料的相關(guān)資料寫入托盤上的射頻標(biāo)簽相應(yīng)扇區(qū).在完成第一道工序時(shí),PLC或者工控機(jī)又會(huì)發(fā)指令給傳感器,將完成第一道工序的信息寫入標(biāo)簽.接著進(jìn)入下一工序,這傳感器識(shí)讀射頻標(biāo)簽的信息,并將信息上傳給PLC或者工控機(jī),如果上位機(jī)讀到的信息標(biāo)識(shí)不符,則下指令給執(zhí)動(dòng)裝置再執(zhí)行相應(yīng)工序,直到傳感器反饋的射頻標(biāo)簽信息符合條件,才能進(jìn)入下一工序。
普諾瑪智能工控傳感器和一般傳統(tǒng)傳感器相比,具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì).傳統(tǒng)傳感器沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,只提供一個(gè)簡(jiǎn)單的邏輯量給中央系統(tǒng),很多情況仍需要人工來(lái)完成,而工控RFID智能傳感器可讀取存儲(chǔ)在射頻標(biāo)簽里的數(shù)據(jù),可以全程實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)線的情況.整個(gè)制造過(guò)程都在實(shí)時(shí)監(jiān)控中,傳感器及時(shí)將前面的信息反饋給中央系統(tǒng),中央系統(tǒng)將得到的信息進(jìn)行處理,再根據(jù)處理結(jié)果來(lái)判斷是否發(fā)指令給相應(yīng)執(zhí)行裝置執(zhí)行動(dòng)作.這樣將各個(gè)工序生產(chǎn)過(guò)程可視化.使企業(yè)提高了生產(chǎn)效率,減少了生產(chǎn)成本,為企業(yè)帶來(lái)更大的效益。
