RFID 기술을 기반으로 한 엔진 생산 공정 응용 연구

　　1. RFID 개요

　　RFID(무선 주파수식별)는 최근 몇 년간 등장한 데이터 수집 기법으로, 현재 가장 가치 있는 자동 식별 및 데이터 수집 기술입니다. 기본 원리는 유도 결합과 전자기 결합을 사용하여 식별된 물체를 자동으로 식별하고 추적하는 것입니다. RF 기술은 높은 정확도, 강한 환경 적응력, 강력한 간섭 방지 능력, 재사용 가능성 등 많은 장점을 제공합니다. 현재 상업용 백화점 판매, 물류 및 운송 관리, 산업 자동화 생산 라인 등에서 널리 사용되고 있습니다.

　　FAW 제팡시차이 후이산 기지는 4개의 금속 절단 및 조립 라인, 스쿨버스, 7개의 오일 씰 생산 라인을 포함한 현대적인 중장차 디젤 엔진 생산 라인을 갖추고 있습니다. 6DM 가공 생산 라인은 독일 GROB사에서 도입되었습니다. 생산 라인 프로세스 정보, 특히 가공 작업물 처리 정보, 실시간 작업물 흐름 상태, 장비 효율성은 항상 생산 관리의 핵심 초점이었습니다. 작업장 생산 장비의 하드웨어 한계로 인해 기존 하드웨어를 기반으로 기능 업그레이드가 긴급히 필요합니다. 각 작업물의 처리 정보를 읽고 쓰기 및 저장할 수 있게 하며, 이를 데이터 서버에 업로드하여 빅데이터 수집 및 분석을 수행하고, 분석 결과는 궁극적으로 생산 관리에 사용됩니다.

　　이 글은 주로 FAW 제팡시차이 중장비 디젤 엔진 지능형 제조 시범 기지 건설 프로젝트에서 6DM 기계 배선의 RFID 데이터 획득 및 전송 기능을 설명합니다.

　　2. RFID 하드웨어 선택

　　현장 공작기계의 하드웨어 구성 요구사항에 따라, BIS M 시리즈 유도 결합 RFID 제품, 예를 들어 작업 정보 읽기 및 쓰기에 사용되는 BALLUFFRFID 관련 제품을 선택하며, RFID 프로세서, RFID 리더/쓰기 헤드, RFID 데이터 캐리어, 연결 케이블 커넥터 등이 포함됩니다.

　　이 제품은 컴팩트한 구조, 긴 수명, 강력한 간섭 방지 능력, 빠른 데이터 읽기/쓰기 기능을 특징으로 하여 가공 생산 라인의 작업물에 대한 물류 정보 수집에 특히 적합합니다.

　　(1) 하드웨어 소개: BALLUFF BIS M 프로세서는 고주파 통신을 위해 13.56 MHz 주파수로 동작합니다. 프로세서는 두 개의 읽기/쓰기 헤드 연결을 지원합니다. 매칭되는 읽기/쓰기 헤드 모델을 BIS00M6 선택하세요. 서비스 인터페이스는 데이터 캐리어 읽기/쓰기를 위한 구성 소프트웨어를 연결하는 데 사용할 수 있습니다.

　　실린더 블록과 헤드에 신뢰성 있게 설치하려면 스크류와 유사한 데이터 캐리어 BIS00PT를 선택하며, 이는 블록과 헤드에 나사처럼 고정하여 신뢰성 있게 설치해야 합니다. 매칭 읽기/쓰기 헤드와 함께 사용할 경우, 이 데이터 캐리어의 최대 읽기/쓰기 인식 거리는 4cm로, 생산 라인에서 작업물 흐름 중 읽기/쓰기 요구사항을 충족합니다(그림 1 참조).

　　그림 1: RFID 프로세서, 리더/라이터, 데이터 캐리어

　　(2) 작업 가공 정보를 예로 들고, 필요한 생산 공정 정보를 바탕으로 생산 라인 관리 요구사항을 결합하여, 데이터 캐리어 내 데이터 영역 저장 요구사항을 정의합니다. 첨부된 표에는 RFID 처리 과정에서 수집해야 할 데이터 정보가 포함되어 있습니다.

　　6DM 가공 라인 생산 공정 정보를 위해 RFID를 통해 수집해야 하는 데이터는 주로 두 가지 유형으로 구성됩니다: 작업물 정보와 가공 정보. 가공품 정보는 주로 부품 번호, 일련번호 등을 포함하며; 가공 공정 정보에는 가공 품질, 가공 상태 및 공정 번호가 포함됩니다.

　　데이터 캐리어 내 정보 정의 테이블

　　실린더 블록 라인 OP40 스테이션을 예로 들면, 공구의 적재 및 하역 지점 모두에 읽기/쓰기 헤드가 있습니다. 설치된 데이터 캐리어가 있는 실린더가 OP40 급전 지점으로 흐르면, PLC는 급전 위치에서 작업물 정보를 읽고 쓰는 작업을 완료합니다. 예를 들어, 이전 공정의 부품 번호, 일련번호, 가공 정보가 표시되며, 관련 정보는 HMI 패널에 표시됩니다. 동시에 가공 정보 검증을 수행하여 작업물이 이전 공정을 통과했는지 확인합니다. 작업 흐름은 그림 2에 나와 있습니다.

　　그림 2 데이터 캐리어 읽기/쓰기 과정

　　기계가 가공을 마친 후에는 방전 포트로 이동하여 PLC가 가공 정보를 기록하고 HMI 패널에 표시합니다. OP40의 가공 정보도 데이터 캐리어에 기록됩니다. PLC는 이 처리 정보와 함께 이전에 읽은 가공 부품 번호, 일련 번호 및 기타 데이터를 데이터 서버로 전송하여 가공 데이터 링크와 전체 가공 흐름의 테이블을 형성합니다. 데이터 서버는 상층 서버와의 통신 인터페이스 역할을 하며, 생산 라인 기계 공구 가공과 관련된 정보를 일시적으로 저장합니다.

　　(3) GROB 기계 공구 내부의 RFID 구성. 하드웨어 배선을 완료한 후 첫 단계는 PLC에서 하드웨어를 구성하고 IO 주소를 설정하는 것입니다(그림 3 참조). 다음으로 PLC 및 PLC 프로그래밍, 데이터 스크류 읽기 및 쓰기가 완료됩니다(그림 4 참조).

　　HMI 디스플레이 인터페이스는 RFID 정보 표시 및 확인을 위해 재작성되었습니다. 예를 들어, 운영자는 이 인터페이스를 사용하여 비적합 처리 정보를 확인할 수 있습니다.

　　(4) 온라인 작업물의 작업물 ID를 작성합니다. 적재 스테이션에서는 PC+PLC+RFID가 적재 작업물에 필요한 나사 정보를 입력하는 장비를 추가하는 데 사용됩니다. 작업물이 이 스테이션으로 이동할 때, 작업자는 데이터 나사를 작업물에 나사로 고정하고 PC에 고유한 일련번호를 입력합니다. 작업물이 이동할 때 PLC는 데이터 나사에 일련 ID 번호를 기록합니다. 실제 상품은 그림 5에 나와 있습니다.

　　그림 5: 온라인 작업물의 ID 정보를 RFID 캐리어에 기록

　　이 데이터 나사는 오프라인 스테이션을 찾을 때까지 계속해서 작업물을 따라갑니다. 작업물 처리 및 전송 과정에서 각 프로세스의 처리 정보와 ID 번호가 데이터 서버로 전송됩니다.

　　(5) 데이터 수집 및 분석. 생산 라인 데이터 수집 섹션에는 전문 소프트웨어를 사용하여 상위 서버와 현장 장비 간의 다리를 구축하는 추가 데이터 서버가 추가됩니다. 예를 들어, KEPServer는 기계에 필요한 데이터, 예를 들어 가공 ID 번호, 가공 정보, 가공 수량, 기계 경보 정보 등을 수집할 수 있습니다. 그 후 전문 데이터 수집 및 분석 소프트웨어 회사가 KEPServer가 수집한 데이터를 읽기 위한 데이터 수집 및 분석 소프트웨어를 개발합니다. 데이터 분석과 관련 앱을 결합한 후, 컴퓨터, 태블릿 및 기타 클라이언트에서 실시간으로 시청할 수 있어 지능형 공장 관리 플랫폼을 형성합니다. 궁극적으로 생산 산출량, 장비 효율성, 장비 경보 등 포괄적인 관리를 달성합니다. 이 플랫폼을 통해 생산, 물류, 일정에 대한 빅데이터 분석이 실현됩니다(그림 6 참조).

　　그림 6은 일부 단면 기계 공구의 생산 효율을 보여줍니다

　　데이터 수집 시스템 소프트웨어는 공장 관리 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 서버, 클라이언트, 핸드헬드 측의 세 부분으로 구성되어 있습니다. 설계는 단순성과 조작 용이성, 높은 신뢰성, 우수한 실시간 성능, 명확한 구조와 같은 원칙을 따라야 합니다.