RFDI在智能制造系統(tǒng)中的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李紅章

文章通過對RFDI技術(shù)在智能制造系統(tǒng)中的實(shí)施流程的論述，以確保該技術(shù)能夠更好的應(yīng)用于智能制造系統(tǒng)當(dāng)中。如何在智能制造系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一個(gè)通用RFDI技術(shù)程序，以適應(yīng)系統(tǒng)的不斷改進(jìn)是當(dāng)前非常現(xiàn)實(shí)的問題。通過闡釋RFDI在智能制造系統(tǒng)中應(yīng)用流程，從而保證生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率與質(zhì)量的提升。

1 RFID技術(shù)在智能制造系統(tǒng)中的實(shí)施流程

智能制造系統(tǒng)主要包括MES管控子系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)模塊、機(jī)器人搬運(yùn)子系統(tǒng)、應(yīng)用RFID的倉庫儲存子系統(tǒng)，PLC調(diào)度系統(tǒng)。而通過將RFID技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)過程中，幫助企業(yè)數(shù)據(jù)獲取及在系統(tǒng)內(nèi)的傳遞，從而為提高智能制造系統(tǒng)中生產(chǎn)、質(zhì)量、物流與工藝模塊間數(shù)據(jù)的共享與智能化業(yè)務(wù)得以實(shí)現(xiàn)。因此RFID技術(shù)（射頻識別）在生產(chǎn)企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

具體實(shí)施實(shí)施流程如下：首先，MES系統(tǒng)把加工毛胚的信息，包含材質(zhì)、大小、形狀等通過PLC的組裝打包發(fā)送給RFID讀寫頭；然后利用機(jī)器人的運(yùn)輸作用，把每個(gè)倉庫中每個(gè)零件的初始信息寫入每個(gè)倉位的RFID芯片中；當(dāng)需要對某一個(gè)零件的某工序加工時(shí)，PLC發(fā)出指令，機(jī)器人移動(dòng)到指定零件倉庫位，先讀取RFID芯片信息比對是否為所需零件，如果是，則機(jī)器人抓取零件放入加工本次工序的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，加工完后，可以進(jìn)行檢測零件是否合格，不合格可以繼續(xù)補(bǔ)償加工直至合格為止，并把相關(guān)信息送給MES系統(tǒng)儲存?zhèn)溆茫瑫r(shí)機(jī)器人把加工完的零件放入倉庫中，并通過RFID讀寫頭把加工完的零件新信息重新寫入對應(yīng)倉庫RFID芯片。因此，要完成RFID的這個(gè)流程，必須建立RFID讀寫頭與PLC的通訊，同時(shí)要把零件和倉位信息編碼成信息流送給讀寫頭，然后寫入芯片中，同時(shí)要能把零件和倉位信息讀出與MES系統(tǒng)的存儲信息比對。為此，在智能制造系統(tǒng)中對RFID的編程設(shè)計(jì)需要有通訊模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)接收模塊，讀寫控制模塊等。其中數(shù)據(jù)組裝模塊中的零件信息怎樣從MES中讀取與存儲是重中之重。

1.1 通訊模塊

在西門子1500使用的博途軟件中需要建立一個(gè)PTP通信處理器。即調(diào)用Port_Config指令，并設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，參數(shù)設(shè)定可以調(diào)用幫助完成。

1.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊

（1）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：由于MES系統(tǒng)中數(shù)據(jù)與PLC交換后數(shù)據(jù)是以字類型存儲，在讀寫之前需要組裝到DB201中，且要以字節(jié)類型存入，為此需要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，建立FC2塊如下：

把存儲在"DB101".DBW28中的倉位號賦值給臨時(shí)變量#RFID 位置中。

倉位號要求1-30之間，只有30個(gè)倉位。

把存儲在對應(yīng)倉位的場次信息賦值給寫變量X1位置中。

把存儲在對應(yīng)倉位的類型信息賦值給寫變量X2位置中。

把存儲在對應(yīng)倉位的材質(zhì)信息賦值給寫變量X3位置中。

把存儲在對應(yīng)倉位的狀態(tài)信息賦值給寫變量X4位置中。

X11為 X1的第一個(gè)字節(jié)（高位字節(jié)），把X1的第一個(gè)字節(jié)存入”DB201”.WRITE[0]字節(jié)中。

X12為 X1的第二個(gè)字節(jié)（低位字節(jié)），把X1的第二個(gè)字節(jié)存入”DB201”.WRITE[1]字節(jié)中。

X21為 X2的第一個(gè)字節(jié)（高位字節(jié)），把X2的第一個(gè)字節(jié)存入”DB201”.WRITE[2]字節(jié)中。

X22為 X2的第二個(gè)字節(jié)（低位字節(jié)），把X2的第一個(gè)字節(jié)存入”DB201”.WRITE[3]字節(jié)中。

X31為 X3的第一個(gè)字節(jié)（高位字節(jié)），把X3的第一個(gè)字節(jié)存入”DB201”.WRITE[4]字節(jié)中。

X32為 X3的第二個(gè)字節(jié)（低位字節(jié)），把X3的第二個(gè)字節(jié)存入”DB201”.WRITE[5]字節(jié)中。

X41為 X4的第一個(gè)字節(jié)（高位字節(jié)），把X4的第一個(gè)字節(jié)存入”DB201”.WRITE[6]字節(jié)中。

X42為 X4的第二個(gè)字節(jié)（低位字節(jié)），把X4的第二個(gè)字節(jié)存入”DB201”.WRITE[7]字節(jié)中。

將讀出在"DB201".READ[0]的信息賦值給讀存儲器D1的第一字節(jié)（高位字節(jié)）D11中。

將讀出在"DB201".READ[1]的信息賦值給讀存儲器D1的第二字節(jié)（低位字節(jié)）D12中。

將讀出在"DB201".READ[2]的信息賦值給讀存儲器D2的第一字節(jié)（高位字節(jié)）D21中。

將讀出在"DB201".READ[3]的信息賦值給讀存儲器D2的第二字節(jié)（低位字節(jié)）D22中。

將讀出在"DB201".READ[4]的信息賦值給讀存儲器D3的第一字節(jié)（高位字節(jié)）D31中。

將讀出在"DB201".READ[5]的信息賦值給讀存儲器D3的第二字節(jié)（低位字節(jié)）D32中。

將讀出在"DB201".READ[6]的信息賦值給讀存儲器D4的第一字節(jié)（高位字節(jié)）D41中。

將讀出在"DB201".READ[7]的信息賦值給讀存儲器D4的第二字節(jié)（低位字節(jié)）D42中。

（2）CRC校驗(yàn)：為了防止數(shù)據(jù)的丟失，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的校驗(yàn)，建立FC1校驗(yàn)?zāi)K。

1.3 PTP數(shù)據(jù)發(fā)送模塊

（1）讀RFID，調(diào)用DB104中READ數(shù)組的讀取指令，傳送給傳送給DB102的write區(qū)進(jìn)行發(fā)送；

（2）寫RFID，調(diào)用DB104中WRITE數(shù)組的寫入指令：將DB201中WRITE數(shù)組需要寫入的數(shù)據(jù)整合進(jìn)DB104write數(shù)組并進(jìn)行CRC校驗(yàn)，再將CRC檢驗(yàn)碼按照規(guī)定的高低位對應(yīng)整合進(jìn)DB104的WRITE數(shù)組，最后傳送給DB102的write區(qū)進(jìn)行發(fā)送。

讀寫的發(fā)送都是調(diào)用Send_P2P指令，并設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，參數(shù)設(shè)定可以調(diào)用幫助完成。

1.4 PTP數(shù)據(jù)接收模塊

讀寫頭讀寫完數(shù)據(jù)后，都需要返回一些信息，只是發(fā)送指令為寫入指令時(shí)，只要是否完成信息，而發(fā)送指令為讀取指令時(shí)，除是否完成信息外，還要把接收到讀取出來的數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)移至DB201中的READ數(shù)組，這個(gè)過程就要用數(shù)據(jù)接收模塊，即調(diào)用Receive_P2P指令，并設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，參數(shù)設(shè)定可以調(diào)用幫助完成。

1.5 讀寫控制模塊

當(dāng)接收到MES料倉盤點(diǎn)、MES手動(dòng)寫、HMI按鈕寫入以及自動(dòng)運(yùn)行寫入信號時(shí)置位請求寫（M41.0，最終通過此信號利用RFID-PTP通訊模塊將信息寫入）；當(dāng)接收到HMI按鈕讀取、自動(dòng)運(yùn)行讀取信號時(shí)置位請求讀（M40.0，最終通過此信號利用RFID-PTP通訊模塊將信息讀取出來）。

2 RFID技術(shù)應(yīng)用結(jié)果

文章所采用的RFDI設(shè)計(jì)編程既實(shí)現(xiàn)了有效處理智能制造系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障，也保證前后良好的兼容性與儀器可更換性，在實(shí)際應(yīng)用過程中取得較好的效果。通過將RFID技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)過程中，幫助企業(yè)數(shù)據(jù)獲取及在系統(tǒng)內(nèi)的傳遞，從而提高智能制造系統(tǒng)中生產(chǎn)、人員、質(zhì)量、物流與工藝五大模塊間數(shù)據(jù)的共享與智能化業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)。