Pesquisa sobre Aplicações de Processos de Produção de Motores Baseadas em Tecnologia RFID

　　1. Visão geral da RFID

　　RFID (Identificação por Radiofrequência) é uma técnica de coleta de dados que surgiu apenas nos últimos anos e atualmente é a tecnologia de identificação automática e aquisição de dados mais valorizada. Seu princípio básico é usar acoplamento indutivo e eletromagnético para alcançar a identificação e o rastreamento automáticos dos objetos identificados. A tecnologia RF oferece muitas vantagens, como alta precisão, forte adaptabilidade ambiental, forte capacidade anti-interferência e reutilização. Atualmente, é amplamente utilizada em vendas comerciais de lojas de departamento, logística e gestão de transporte, e linhas de produção de automação industrial.

　　A Base FAW Jiefang Xichai Huishan está equipada com uma linha de produção moderna de motores diesel para veículos pesados, incluindo quatro linhas de corte e montagem de metal, um ônibus escolar e sete linhas de produção de vedantes de óleo. A linha de produção de usinagem 6DM foi introduzida pela empresa alemã GROB. As informações sobre processos na linha de produção, especialmente as informações sobre o processamento de peças, o status em tempo real do fluxo de peças e a eficiência dos equipamentos, sempre foram um foco fundamental para a gestão de produção. Devido às limitações de hardware nos equipamentos de produção da oficina, há uma necessidade urgente de atualizar funções com base no hardware existente. Permite a leitura, escrita e armazenamento de informações de processamento para cada peça, enviando-as para um servidor de dados para coleta e análise de big data, com os resultados da análise sendo usados em última instância para gestão de produção.

　　Este artigo explica principalmente as funções de aquisição e transmissão de dados RFID da fiação de máquinas 6DM no projeto de demonstração de construção de base de manufatura inteligente de motores diesel pesados FAW Jiefang Xichai.

　　2. Seleção de hardware RFID

　　Com base nos requisitos de configuração de hardware das máquinas-ferramenta no local, alguns produtos relacionados ao BALLUFFRFID, incluindo os produtos RFID indutivos acoplados da série BIS M usados para leitura e escrita de informações de peças, incluindo processadores RFID, cabeças leitoras/escritas RFID, portadores de dados RFID e conectores de cabos de conexão.

　　Este produto apresenta estrutura compacta, longa vida útil, forte capacidade anti-interferência e rápidas capacidades de leitura/escrita de dados, tornando-o especialmente adequado para coleta de informações logísticas para peças em linhas de produção de usinagem.

　　(1) Introdução de Hardware: O processador BALLUFF BIS M opera a uma frequência de 13,56 MHz para comunicação de alta frequência. O processador suporta a conexão de duas cabeças de leitura/escrita. Escolha o modelo de cabeça de leitura/gravação correspondente BIS00M6. A interface de serviço pode ser usada para conectar softwares de configuração para leitura/gravação de portadores de dados.

　　Para garantir uma instalação confiável no bloco de cilindros e na cabeça, escolha um BIS00PT de suporte de dados semelhante a um parafuso, que pode ser parafusado no bloco e na cabeça como um parafuso para uma instalação confiável. Quando usado junto com a cabeça de leitura/gravação correspondente, a distância máxima de reconhecimento de leitura/escrita para esse portador de dados é de 4cm, atendendo aos requisitos de leitura/gravação durante o fluxo da peça de trabalho na linha de produção (ver Figura 1).

　　Figura 1: Processador RFID, leitor/gravador e portador de dados

　　(2) Tomando como exemplo informações de processamento de produção de peças, baseadas nas informações exigidas do processo de produção e combinadas com os requisitos de gerenciamento da linha de produção, os requisitos de armazenamento da área de dados dentro do portador de dados são definidos. A tabela anexada contém as informações de dados que o RFID precisa coletar durante o processamento.

　　Os dados necessários para serem coletados via RFID para informações de processo de produção em linha de usinagem 6DM incluem principalmente dois tipos: informações sobre peças e informações de processamento. As informações sobre peças incluem principalmente números de peça, números de série, etc.; As informações do processo de usinagem incluem qualidade da peça, status da peça e número do processo.

　　Tabela de Definição de Informação dentro do Data Carrier

　　Tomando como exemplo a estação OP40 da linha de blocos de cilindros, há uma cabeça de leitura/gravação tanto nos pontos de carregamento quanto de descarga da máquina-ferramenta. Quando o cilindro com o portador de dados instalado flui até o ponto de alimentação OP40, o CLP conclui a leitura e escrita das informações da peça no local de alimentação. Por exemplo, o número da peça, número de série e informações de usinagem do processo anterior são exibidos, e as informações relevantes são exibidas no painel HMI. Ao mesmo tempo, é realizada a verificação das informações de usinagem para determinar se a peça passou pelo processo anterior. O fluxo de trabalho é mostrado na Figura 2.

　　Figura 2 Processo de leitura/gravação do portador de dados

　　Após a máquina concluir a usinagem da peça, ela flui para a porta de descarga, onde o CLP escreve as informações de usinagem e as exibe no painel HMI. As informações de usinagem do OP40 também são registradas no portador de dados. O CLP envia essas informações de processamento, junto com números de peça, números de série e outros dados previamente lidos, para o servidor de dados, formando um link de dados de usinagem para a peça e uma tabela de todo o fluxo de processamento da peça. O servidor de dados atua como interface de comunicação com o servidor da camada superior, armazenando temporariamente informações relacionadas à usinagem da máquina-ferramenta da linha de produção.

　　(3) Configuração RFID dentro das máquinas-ferramenta GROB. Após concluir a fiação do hardware, o primeiro passo é configurar o hardware no PLC (veja a Figura 3) e configurar o endereço de E/S. Em seguida, a programação do PLC e do PLC, a leitura do parafuso de dados e a escrita são concluídas (veja a Figura 4).

　　A interface de exibição do HMI foi reescrita para exibição e confirmação de informações por RFID. Por exemplo, operadores podem usar essa interface para confirmar informações de processamento não conformes.

　　(4) Escreva o ID da peça de trabalho online. Na estação de carga, PC+PLC+RFID é usado para adicionar equipamentos para inserir informações de parafuso para a peça de carga. Quando a peça flui para essa estação, o operador rosqueia o parafuso de dados na peça e insere um número de série único no PC. Quando a peça flui, o CLP grava o número de identificação serial no parafuso de dados. O produto real é mostrado na Figura 5.

　　Figura 5: Escreva as informações de identificação da peça online no suporte RFID

　　Esse parafuso de dados seguirá a peça de trabalho continuamente até que a estação offline seja localizada. Durante o processamento e transmissão da peça, as informações de processamento de cada processo, juntamente com seu número de ID, são transmitidas ao servidor de dados.

　　(5) Coleta e análise de dados. Um servidor de dados adicional é adicionado à seção de coleta de dados da linha de produção, utilizando software profissional para estabelecer uma ponte entre servidores de nível superior e equipamentos de campo. Por exemplo, o KEPServer pode coletar dados exigidos pela máquina, como número de identificação da peça, informações de usinagem, quantidade de usinagem e informações de alarme da máquina. Em seguida, uma empresa profissional de software de aquisição e análise de dados desenvolve o software de coleta e análise de dados para ler os dados coletados pelo KEPServer. Após a análise dos dados, combinada com aplicativos relevantes, ela pode ser visualizada em tempo real em computadores, tablets e outros clientes, formando uma plataforma inteligente de gerenciamento de fábrica. Em última análise, alcança uma gestão abrangente da produção de produção, eficiência dos equipamentos e alarmes de equipamentos. Usando essa plataforma, é realizada a análise de big data de produção, logística e escalonamento (veja a Figura 6).

　　A Figura 6 mostra a eficiência de produção de algumas máquinas-ferramenta de seção

　　O software do sistema de aquisição de dados é um componente importante do sistema de gestão de fábrica. Ele consiste em três partes: servidor, cliente e lado portátil. O projeto deve seguir princípios como simplicidade e facilidade de operação, alta confiabilidade, bom desempenho em tempo real e estrutura clara.