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RFID技術在鑄二制芯生產線的應用

[日期:2017-02-09] 來源:  作者: [字體: ]

  鑄二制芯生產線主要由Loramendi射芯機、ABB機器人、輸送輥道、表干爐等設備組成的兩套制芯生產中心,主要為生產汽車發動機氣缸蓋砂芯生產線。于2013年正式投產,是目前世界上最先進的鑄造生產線之一。為滿足市場需求,鑄二經常需要同時生產不同機型的芯砂,因此,采用RFID技術,準確記錄并傳遞每個砂芯的型號及其他生產信息,自動實現射芯、組芯、浸涂、砂芯烘烤、鉆孔、合芯、搬運、下芯等制芯工藝需求。

  RFID系統組成及工作原理

  RFID系統主要包括控制器、讀寫頭和載碼體三部分。鑄二制芯使用的控制器有: C-KP2-1HB6-V15B單通道控制器、IC-KP2-2HB6-V15B雙通道控制器、IC-KP-B6-V15B四通道控制器,如圖1、圖2、圖3所示。

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圖1 雙通道控制器(讀寫頭型號:IQH-FP-V1)

RFID技術在鑄二制芯生產線的應用

圖2 讀寫頭(載碼體型號:IQC21-85-T13)

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圖3 載碼體

  RFID控制系統與上層控制設備PLC進行連接,一方面接收PLC發送的數據信息操作指令,將其轉化為讀/寫指令發送給讀寫頭,另一方面,它將從讀寫頭接收到的數據信息發送到PLC。RFID通訊協議有Profibus-DP、Profinet I/O、Ethernet/IP、DeviceNet、Modbus/TCP?TCP/IP、Interbus、CAN Bus、Serial(RS232、RS485)等。鑄二制芯生產線的載碼體安裝在輥道輸送的托盤上,RFID系統是整個輥道輸送的一部分,其通過Profibus-DP通訊方式實現控制。

  RFID控制系統組態及程序結構

  RFID控制系統組態

  (1)安裝GSD文件

  GSD 文件是設備硬件描述文件,它含有所有總線系統對連接設備信息。在 S7 的 SIMATIC 管理器中打開硬件組態工具 HW Config,如果 DP從站窗口中沒有出現所需的組態,則需下載 GSD 文件。

  GSD 文件可在 P+F 官方網頁上下載。 GSD 文件下載成功后,如圖4所示,在硬件結構窗口中,點擊Options選擇“Install GSD File”命令。

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圖4 安裝 GSD 文件1

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圖5 安裝 GSD 文件2

  在跳出的窗口中,Browse 尋找下載后的GSD文件并安裝,如圖5所示。

  (2)Profibus 設置

  打開 STEP7 硬件設置后,系統將自動添加CPU及DP端口到組態欄內。這里手動加入所使用的電源型號。完成了最基本的PLC硬件設置后,可設置Profibus-DP總線系統通訊及硬件地址參數,如圖6所示。

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圖6 硬件連接設置

  在 Profibus-DP 主站上要找到與硬件相配的識別控制器,如圖7所示,在窗口的右邊找所需要的識別控制器 IC-KP2-xHB6 A,用戶可定義可識別控制器的Profibus的地址。

  添加識別控制器到DP總線之后,需設置設備輸入/輸出字節。其設置取決于用戶所需的工作模式。此處選擇In/Out 32 Byte。

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圖7 硬件連接設置

  添加后的模塊,其地址可以通過 PLC 自動分配,也可以通過自身的需要更改。一個簡單的RFID硬件設置組態欄完成,然后將其下載到 PLC 中。圖8為鑄二制芯輥道儲存線PLC硬件組態。

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圖8 鑄二制芯儲存線硬件組

  RFID控制程序結構

  (1)調用功能塊“IDENTControl”

  P+F控制器所“IDENTControl”多功能集成塊,由P+F提供,可以在SIMATIC Manager平臺中自由拷貝并調用,該功能塊把需要應用的變量提取出來,在程序中,簡要明了的顯示出來,方便用戶使用。

  用戶可以將倍加福提供的功能塊及背景數據塊一并拷貝到用戶程序中,在程序中調用功能塊。當總線中有多個設備需要調用該功能塊時,只需為不同的設備分別創建背景數據塊,通過該功能塊調用對應的背景數據塊即可。例如:

  CALL FB300,DB300

  CALL FB300,DB301...

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圖9 程序調用的功能塊

  (2)功能塊“IDENTControl”變量含義變量含義如圖10所示。

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圖10 功能塊“IDENTControl”變量含義

  (3)程序判斷是否讀寫成功

  “IDENTControl”功能塊中有輸出變量Head1Done,表示通道1命令執行完成,但是并不一定表示讀取數據成功或寫入數據成功。通常情況下,可以通過變量Head1Status 的值來判斷命令完成后的讀寫狀態,“00”代表命令執行,無出錯,“05”代表檢測范圍內無數據碼載體。

  人機界面

  在觸摸屏上,建立讀寫功能畫面,如圖11所示,將觸摸屏上所選擇的內容直接寫入對應的數據塊,并通過程序寫入載碼體中,同樣,當選擇讀功能時,直接可以顯示出載碼體內對應的數據。增強目視化,方便操作。

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圖11 RFID人工讀寫畫面

  結束語

  鑄二制芯使用的RFID系統,具有穩定性強、準確性高、速度快、使用操作簡潔方便等特點,對制芯同時生產兩種或多種機型及生產砂芯信息的記錄起到關鍵作用。在生產過程中機器人與輥道之間自動完成砂芯信息的相互交換,使機器人快速識別生產機型,并運行相對應程序,實現自動化生產。

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