RFID技术研究与在智能工厂建设中的应用

发表时间:2020/7/15   来源:《电力设备》2020年第7期   作者:陈淘 易鑫 张运山 乔战威 高善顺
[导读] 摘要:进入21世纪,随着新一代信息技术的的发展,智能工厂建设在世界各地如同雨后春笋般不断涌现,RFID作为物联网的关键技术,据其技术原理和特点,广泛应用在智能 工厂建设中的智能产品、智能产线和智能物流中,发挥其与众不同的价值。
        (河南许继仪表有限公司  河南许昌  461000)
        摘要:进入21世纪,随着新一代信息技术的的发展,智能工厂建设在世界各地如同雨后春笋般不断涌现,RFID作为物联网的关键技术,据其技术原理和特点,广泛应用在智能 工厂建设中的智能产品、智能产线和智能物流中,发挥其与众不同的价值。
        关键词:RFID;智能工厂;智能产品;智能产线;智能物流
        0 引言
        进入21世纪,随着新一代信息技术的发展,知识经济、智能制造成为时代的潮流,世界各国对智能制造都进行了战略布局,德国提出工业4.0,美国提出优先发展先进制造业。十九大以来,习近平总书记多次在讲话中提到创新引领发展,推进制造业融合新技术加速发展,国家出台了一系列政策和意见,从《中国制造2025》到“深化互联网+先进制造标准体系建设指南”,这些政策意见,有力地推动中国制造业通过数字化转型创新发展。顺应时代潮流,全国各地智能工厂建设遍地开花,如同雨后春笋般不断涌现。而RFID技术是实现智能制造建设中的重要使能技术,为智能工厂建设提供重要的技术支撑。
        1 RFID技术原理及特点
        RFID:(Radio Frequency Dentification)的缩写,是实现物联网的关键技术,无线射频识别即射频识别技术,是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写,从而达到识别目标和数据交换的目的,其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。
        无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术,通过无线通信结合数据访问技术,然后连接数据库系统,加以实现非接触式的双向通信,从而达到了识别的目的,用于数据交换,串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中,通过电磁波实现电子标签的读写与通信。根据通信距离,可分为近场和远场,为此读/写设备和电子标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制,最远读取距离可达150米。
        RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入阅读器后,接收阅读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。
 
        图一,射频识别系统模型
        2 RFID技术在智能产品中的应用
        河南许继仪表有限公司在智能电表中应用了RFID技术,实现自动管理。因为智能电表生产属于大批量生产,每一个电表都有一个身份编码,为了对智能电表进行管理,电表的身份编码必须与与电脑数据库中存储的号码一致,否则就视为不合格。
        为了能快速识别电表身份编码,并与数据库中号码进行比对,我们应用了RFID技术。将RFID做成电子标签,其读码信息与电表身份号码一致,将电子标签贴装在智能电表内,这样每一块智能电表都有一个带电子标签的身份编码,这种身份编码数据库中都有。
        将读卡器装在电表流动的产线上,读卡器与后台电脑联接,当带身份的标签的电表自动流到读卡器时,读卡器接收到电子标签里发射来的信息,也就是电表的身份编码,读卡器将读到的信息发送到后台电脑,电脑数据通过软件系统,将读到的信息与电脑中的数据库存的编码进行比对,比对成功,电表自动通过,比对不成功,系统报警,自动化线自动将有问题电表剔除,实现自动管理的目标。
        3 RFID技术在智能产线中的应用
        在智能工厂建设过程中,我们河南许继仪表有限公司共开发五条单相表自动化生产线,二条三相生产线,每条生产线都运用了RFID技术,起到了良好的效果。
 
        图二、电表定位托盘
        将RFID电子标签装在如图二所示的电表定位托盘上,当电表通过上料装置上料后,每个电表都有一个电子身份,电表通过托盘在智能痴线上流动,流到任何工序,对电表进行加工、调试,加工调试结果PLC技术会存储在电脑中,当所有的工序完成加工,电表需下架时,电脑中存储的信息会告诉剔除装置,将不合格电表自动剔除。实现自动剔除不合格电表的目标。
        4  RFID技术在智能物流中的应用
        RFID在智能物流中的应用最广泛,最有价值,将电子标签通过授权后,安装在物料托盘上,或将电子标签安装在物料纸箱内,这样,产品类物料从入库、运输、出库、到出厂和,都能自动登记、自动管理的目标,实现对库存产品的自动管理。其管理系统如下图
 
        图三、RFID仓储管理系统图
        5 结束语
        RFID技术在智能工厂建设中有广泛地应用,主要体现在智能产品中、智能产线中和智能物流中,RFID是实现万物互联的关键技术,在智能工厂建设中,结合RFID的技术特性,结合智能 工厂建设的真需求,多思考,勤实践,才能发挥RFID的最大价值。
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