Investigación sobre aplicaciones de procesos de producción de motores basadas en tecnología RFID

　　1. Visión general de RFID

　　RFID (Identificación por Radiofrecuencia) es una técnica de recopilación de datos que solo ha surgido en los últimos años y que actualmente es la tecnología de identificación automática y adquisición de datos más valorada. Su principio básico es utilizar acoplamiento inductivo y acoplamiento electromagnético para lograr la identificación y seguimiento automáticos de los objetos identificados. La tecnología RF ofrece muchas ventajas, como alta precisión, gran adaptabilidad ambiental, gran capacidad anti-interferencias y reutilización. Actualmente se utiliza ampliamente en ventas comerciales de grandes almacenes, logística y gestión de transporte, y líneas de producción de automatización industrial.

　　La base FAW Jiefang Xichai Huishan está equipada con una moderna línea de producción de motores diésel para vehículos pesados, que incluye cuatro líneas de corte y ensamblaje de metal, un autobús escolar y siete líneas de producción de juntas de aceite. La línea de producción de mecanizado 6DM fue introducida por la empresa alemana GROB. La información de procesos en la línea de producción, especialmente la información sobre el procesamiento de piezas, el estado en tiempo real del flujo de piezas y la eficiencia del equipo, siempre ha sido un foco clave en la gestión de producción. Debido a las limitaciones del hardware en el equipo de producción de talleres, existe una necesidad urgente de actualizar funciones basándose en el hardware existente. Permite leer, escribir y almacenar información de procesamiento de cada pieza de trabajo, subiéndola a un servidor de datos para la recopilación y análisis de big data, utilizando finalmente los resultados del análisis para la gestión de producción.

　　Este artículo explica principalmente las funciones de adquisición y transmisión de datos RFID del cableado de máquinas 6DM en el proyecto de demostración de construcción de base de fabricación inteligente de fabricación de motores diésel pesados FAW Jiefang Xichai.

　　2. Selección de hardware RFID

　　En función de los requisitos de configuración de hardware de las máquinas-herramienta in situ, se seleccionan productos relacionados con BALLUFFRFID, incluyendo los productos RFID inductivos acoplados de la serie BIS M usados para la lectura y escritura de información de piezas de trabajo, incluyendo procesadores RFID, cabezales lectores/de escritura RFID, portadores de datos RFID y conectores de cables.

　　Este producto cuenta con una estructura compacta, larga vida útil, fuerte capacidad anti-interferencia y rápidas capacidades de lectura/escritura de datos, lo que lo hace especialmente adecuado para recopilar información logística para piezas en líneas de producción de mecanizado.

　　(1) Introducción de hardware: El procesador BALLUFF BIS M opera a una frecuencia de 13,56 MHz para comunicación de alta frecuencia. El procesador soporta la conexión de dos cabezales de lectura/escritura. Elige el modelo de cabeza de lectura/escritura que coincida BIS00M6. La interfaz de servicio puede usarse para conectar software de configuración para la lectura/escritura de portadores de datos.

　　Para asegurar una instalación fiable en el bloque de cilindros y la culata, elige un soporte de datos BIS00PT similar a un tornillo, que puede atornillarse al bloque y la cabeza como un tornillo para una instalación fiable. Cuando se usa junto con la cabeza de lectura/escritura correspondiente, la distancia máxima de reconocimiento de lectura/escritura para este portador de datos es de 4 cm, cumpliendo los requisitos de lectura/escritura durante el flujo de la pieza en la línea de producción (véase la Figura 1).

　　Figura 1: Procesador RFID, lector/escritor y portador de datos

　　(2) Tomando como ejemplo la información de procesamiento de producción de piezas de trabajo, basada en la información requerida del proceso de producción y combinada con los requisitos de gestión de la línea de producción, se definen los requisitos de almacenamiento del área de datos dentro del portador de datos. La tabla adjunta contiene la información de datos que RFID necesita recopilar durante el procesamiento.

　　Los datos que deben recogerse mediante RFID para la información del proceso de producción en línea de mecanizado 6DM incluyen principalmente dos tipos: información de piezas y información de procesamiento. La información sobre piezas de trabajo incluye principalmente números de pieza, números de serie, etc.; La información del proceso de mecanizado incluye la calidad de la pieza, el estado de la pieza y el número de proceso.

　　Tabla de definición de información dentro del portador de datos

　　Tomando como ejemplo la estación OP40 de la línea de bloques de cilindros, hay una cabeza de lectura/escritura tanto en los puntos de carga como en los de descarga de la máquina-herramienta. Cuando el cilindro con el portador de datos instalado fluye hacia el punto de alimentación OP40, el PLC completa la lectura y escritura de la información de la pieza en el punto de alimentación. Por ejemplo, se muestran el número de pieza, número de serie y la información de mecanizado del proceso anterior, y la información relevante se muestra en el panel HMI. Al mismo tiempo, se realiza la verificación de información de mecanizado para determinar si la pieza superó el proceso anterior. El flujo de trabajo se muestra en la Figura 2.

　　Figura 2 Proceso de lectura/escritura del portador de datos

　　Una vez que la máquina completa el mecanizado de la pieza, esta fluye hacia el puerto de descarga, donde el PLC escribe la información de mecanizado y la muestra en el panel HMI. La información de mecanizado del OP40 también se registra en el portador de datos. El PLC envía esta información de procesamiento, junto con números de pieza, números de serie y otros datos previamente leídos, al servidor de datos, formando un enlace de datos de mecanizado para la pieza y una tabla de todo el flujo de procesamiento de la pieza. El servidor de datos actúa como interfaz de comunicación con el servidor de la capa superior, almacenando temporalmente información relacionada con el mecanizado de la máquina herramienta de la línea de producción.

　　(3) Configuración RFID dentro de las máquinas-herramienta GROB. Tras completar el cableado del hardware, el primer paso es configurar el hardware en el PLC (véase la Figura 3) y configurar la dirección de la E/S. A continuación, se completan los PLC y la programación del PLC, la lectura del tornillo de datos y la escritura (véase la Figura 4).

　　La interfaz de visualización HMI fue reescrita para la visualización y confirmación de información RFID. Por ejemplo, los operadores pueden usar esta interfaz para confirmar información de procesamiento no conforme.

　　(4) Escribe el ID de la pieza de trabajo online. En la estación de carga, se utiliza PC+PLC+RFID para añadir equipos que introducen la información del tornillo para la pieza de carga. Cuando la pieza fluye hacia esta estación, el operador atornilla el tornillo de datos a la pieza y introduce un número de serie único en el PC. Cuando la pieza fluye, el PLC escribe el número de identificación de serie en el tornillo de datos. El producto real se muestra en la Figura 5.

　　Figura 5: Escribe la información de identificación de la pieza online en el portador RFID

　　Este tornillo de datos seguirá la pieza de trabajo de forma continua hasta que se localice la estación fuera de línea. Durante el proceso de procesamiento y transmisión de la pieza de trabajo, la información de procesamiento de cada proceso, junto con su número ID, se transmite al servidor de datos.

　　(5) Recogida y análisis de datos. Se añade un servidor de datos adicional a la sección de recogida de datos de la línea de producción, utilizando software profesional para establecer un puente entre los servidores de nivel superior y el equipo de campo. Por ejemplo, KEPServer puede recopilar datos requeridos por la máquina, como número de identificación de la pieza, información de mecanizado, cantidad de mecanizado e información de alarma de la máquina. Luego, una empresa profesional de software de adquisición y análisis de datos desarrolla el software de recogida y análisis de datos para leer los datos recogidos por KEPServer. Tras el análisis de datos, combinados con aplicaciones relevantes, pueden visualizarse en tiempo real en ordenadores, tabletas y otros clientes, formando una plataforma inteligente de gestión de fábricas. En última instancia, logra una gestión integral de la producción de producción, la eficiencia del equipo y las alarmas del equipo. Utilizando esta plataforma, se realiza el análisis de big data de la producción, la logística y la programación (véase la Figura 6).

　　La Figura 6 muestra la eficiencia de producción de algunas máquinas herramienta de sección

　　El software del sistema de adquisición de datos es un componente importante del sistema de gestión de fábricas. Consta de tres partes: servidor, cliente y lado portátil. El diseño debe seguir principios como simplicidad y facilidad de operación, alta fiabilidad, buen rendimiento en tiempo real y estructura clara.