RFDI在智能制造系統中的應用程序設計

長沙航空職業技術學院 李紅章

文章通過對RFDI技術在智能制造系統中的實施流程的論述，以確保該技術能夠更好的應用于智能制造系統當中。如何在智能制造系統中設計一個通用RFDI技術程序，以適應系統的不斷改進是當前非常現實的問題。通過闡釋RFDI在智能制造系統中應用流程，從而保證生產企業的生產效率與質量的提升。

1 RFID技術在智能制造系統中的實施流程

智能制造系統主要包括MES管控子系統、數控機床生產模塊、機器人搬運子系統、應用RFID的倉庫儲存子系統，PLC調度系統。而通過將RFID技術應用于生產過程中，幫助企業數據獲取及在系統內的傳遞，從而為提高智能制造系統中生產、質量、物流與工藝模塊間數據的共享與智能化業務得以實現。因此RFID技術（射頻識別）在生產企業中得到廣泛應用。

具體實施實施流程如下：首先，MES系統把加工毛胚的信息，包含材質、大小、形狀等通過PLC的組裝打包發送給RFID讀寫頭；然后利用機器人的運輸作用，把每個倉庫中每個零件的初始信息寫入每個倉位的RFID芯片中；當需要對某一個零件的某工序加工時，PLC發出指令，機器人移動到指定零件倉庫位，先讀取RFID芯片信息比對是否為所需零件，如果是，則機器人抓取零件放入加工本次工序的數控機床進行加工，加工完后，可以進行檢測零件是否合格，不合格可以繼續補償加工直至合格為止，并把相關信息送給MES系統儲存備用，同時機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倉庫RFID芯片。因此，要完成RFID的這個流程，必須建立RFID讀寫頭與PLC的通訊，同時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，同時要能把零件和倉位信息讀出與MES系統的存儲信息比對。為此，在智能制造系統中對RFID的編程設計需要有通訊模塊，數據轉換模塊，數據發送模塊，數據接收模塊，讀寫控制模塊等。其中數據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PTP通信處理器。即調用Port_Config指令，并設置相應參數，參數設定可以調用幫助完成。

1.2 數據轉換模塊

（1）數據轉換：由于MES系統中數據與PLC交換后數據是以字類型存儲，在讀寫之前需要組裝到DB201中，且要以字節類型存入，為此需要數據轉換，建立FC2塊如下：

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

倉位號要求1-30之間，只有30個倉位。

把存儲在對應倉位的場次信息賦值給寫變量X1位置中。

把存儲在對應倉位的類型信息賦值給寫變量X2位置中。

把存儲在對應倉位的材質信息賦值給寫變量X3位置中。

把存儲在對應倉位的狀態信息賦值給寫變量X4位置中。

X11為 X1的第一個字節（高位字節），把X1的第一個字節存入”DB201”.WRITE[0]字節中。

X12為 X1的第二個字節（低位字節），把X1的第二個字節存入”DB201”.WRITE[1]字節中。

X21為 X2的第一個字節（高位字節），把X2的第一個字節存入”DB201”.WRITE[2]字節中。

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

X31為 X3的第一個字節（高位字節），把X3的第一個字節存入”DB201”.WRITE[4]字節中。

X32為 X3的第二個字節（低位字節），把X3的第二個字節存入”DB201”.WRITE[5]字節中。

X41為 X4的第一個字節（高位字節），把X4的第一個字節存入”DB201”.WRITE[6]字節中。

X42為 X4的第二個字節（低位字節），把X4的第二個字節存入”DB201”.WRITE[7]字節中。

將讀出在"DB201".READ[0]的信息賦值給讀存儲器D1的第一字節（高位字節）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（低位字節）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（高位字節）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（低位字節）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（高位字節）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（低位字節）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（高位字節）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（低位字節）D42中。

（2）CRC校驗：為了防止數據的丟失，需要進行數據的校驗，建立FC1校驗模塊。

1.3 PTP數據發送模塊

（1）讀RFID，調用DB104中READ數組的讀取指令，傳送給傳送給DB102的write區進行發送；

（2）寫RFID，調用DB104中WRITE數組的寫入指令：將DB201中WRITE數組需要寫入的數據整合進DB104write數組并進行CRC校驗，再將CRC檢驗碼按照規定的高低位對應整合進DB104的WRITE數組，最后傳送給DB102的write區進行發送。

讀寫的發送都是調用Send_P2P指令，并設置相應參數，參數設定可以調用幫助完成。

1.4 PTP數據接收模塊

讀寫頭讀寫完數據后，都需要返回一些信息，只是發送指令為寫入指令時，只要是否完成信息，而發送指令為讀取指令時，除是否完成信息外，還要把接收到讀取出來的數據，將其轉移至DB201中的READ數組，這個過程就要用數據接收模塊，即調用Receive_P2P指令，并設置相應參數，參數設定可以調用幫助完成。

1.5 讀寫控制模塊

當接收到MES料倉盤點、MES手動寫、HMI按鈕寫入以及自動運行寫入信號時置位請求寫（M41.0，最終通過此信號利用RFID-PTP通訊模塊將信息寫入）；當接收到HMI按鈕讀取、自動運行讀取信號時置位請求讀（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技術應用結果

文章所采用的RFDI設計編程既實現了有效處理智能制造系統中可能出現的故障，也保證前后良好的兼容性與儀器可更換性，在實際應用過程中取得較好的效果。通過將RFID技術應用于生產過程中，幫助企業數據獲取及在系統內的傳遞，從而提高智能制造系統中生產、人員、質量、物流與工藝五大模塊間數據的共享與智能化業務實現。