一.引言
煉鋼生產(chǎn)特點是域廣、設(shè)備多，環(huán)境惡劣，生產(chǎn)程控性差。煉鋼廠自動化生產(chǎn)及管理實現(xiàn)難度較大。但分析我們不難發(fā)現(xiàn)，煉鋼生產(chǎn)過程物質(zhì)流動過程主天車實現(xiàn)，從生鐵入爐煉鋼、出爐、爐外精煉到連鑄，一直到連鑄坯出廠幾個獨立生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是由天車有機聯(lián)系起來。對天車行為進行跟蹤和辨識就能準確掌握煉鋼生產(chǎn)節(jié)奏，對物流方向及重量變化判斷就能為煉鋼自動化生產(chǎn)管理提供可靠手段。為實現(xiàn)工廠ERP管理提供理想現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)資源。
二.射頻式位置檢測技術(shù)
射頻識別（即Radiofrequencyidentification,以下簡稱RFID）技術(shù)是九十年代興起一項新型自動識別技術(shù)，它突出優(yōu)點是利用無線射頻方式進行非接觸識別，無需外露電觸點，無源電子標簽可按不同應(yīng)用要求來封裝。系統(tǒng)可同時識別多個靜止和高速運動電子標簽。以完成多目標識別。
1.射頻識別原理
典型RFID系統(tǒng)由電子標簽（Tag）、讀寫器（Read/writeDevice）以及數(shù)據(jù)交換和管理等系統(tǒng)組成，讀寫器由無線收發(fā)模塊、天線、及接口電路等組成。下圖是RFID系統(tǒng)原理示意。
射頻識別系統(tǒng)原理圖
典型電子標簽是無源系統(tǒng),電子標簽內(nèi)不含電池，能量是由讀寫器發(fā)出射頻脈沖提供。電子標簽接收射頻脈沖、整流并給電容充電，電容電壓經(jīng)穩(wěn)壓后作為工作電壓為電子標簽供電。數(shù)據(jù)調(diào)制部分從接收到射頻脈沖中解調(diào)出數(shù)據(jù)并送到控制邏輯處理器。控制邏輯處理器接收指令完成存儲，發(fā)送數(shù)據(jù)及其它操作。EEPROM用來存儲電子標簽固定址和其它用戶數(shù)據(jù)。
2.天車位置識別實現(xiàn)方法
對天車監(jiān)控精度要求，沿天車軌道按一定間隔放置電子標簽;天車上對應(yīng)位置安裝識別裝置，所有埋設(shè)電子標簽都存儲有互不重復(fù)址編碼，當天車途經(jīng)或到達所埋設(shè)電子標簽位置時，車載讀碼器讀出該標簽址編碼，由單片機將此編碼與EEPROM中預(yù)儲編碼檢索匹配即可知道該車所位置。依據(jù)位置移動方向及載重變化數(shù)學(xué)模型分析可判斷天車行為。同時配備我們自行開發(fā)數(shù)據(jù)通訊裝置，實現(xiàn)運行中各車行為識別、重量數(shù)據(jù)接收、顯示、并向面站傳送信號。
利用RFID技術(shù)進行天車全程位置跟蹤是一種全新技術(shù)。，它主要優(yōu)點是：
1.成本低廉。便于大面積使用，提高了系統(tǒng)可靠性
2.電子標簽無須裸露，可用耐火材料或陶瓷封裝，耐腐蝕，最高耐溫可超過300C°?？砷L期工作于高頻強干擾、震動、粉塵、油污等各種惡劣環(huán)境。極為適合煉鋼廠使用。
3.安裝維護簡便。標簽安裝無嚴格要求，接收距離最遠可達2米。
4.采用絕對編址，無累計誤差。使位置識別準確無誤。
三.設(shè)計要求
1.經(jīng)濟實用，簡練可靠。
2.開放式結(jié)構(gòu)，軟硬件配置靈活，管理功能可以組件形式向上升級。實際需要和可能，即可只配置成基本系統(tǒng)，完成位置識別和連鎖保護功能;又可配置其它組件，構(gòu)成較完善系統(tǒng)，實現(xiàn)較高層次管理功能。[nextpage]
3.所有需要辯識設(shè)備動作都可以實時動態(tài)模擬，模擬精度取決于埋設(shè)標簽密度。
4.除各類稱重數(shù)據(jù)外，還具有冶煉時間、開澆時間、故障時間以及溫度、壓力、成分等實時數(shù)據(jù)采集功能。
四.系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)整體構(gòu)成示意如下圖。
每部天車設(shè)分站，完成位置識別、重量檢測和面站無線通訊聯(lián)絡(luò);調(diào)度室設(shè)面站，負責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)管理、行為識別、數(shù)據(jù)記錄、查詢報表工作。面站計算機，有線網(wǎng)絡(luò)與廠領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)科室實現(xiàn)資源共享。
五.功能
全程動態(tài)檢測天車位置，實時接收天車重量數(shù)據(jù)，準確辯識天車行為。
1、系統(tǒng)能以俯視圖和3D動畫模擬仿真現(xiàn)場設(shè)備運行，示意天車行為。畫面上動態(tài)顯示、記錄鋼包皮重、毛重、自動計算凈重，并記錄各爐產(chǎn)量、消耗。與色譜儀、自動打號機及終端連接可自動生成爐號、班產(chǎn)及連軋材質(zhì)單。
2、據(jù)用戶要求提供約定格式班報，日報，月報。
3、過廠內(nèi)計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)圖像和數(shù)據(jù)資源共享。使廠領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)管理人員能方便獲所關(guān)心數(shù)據(jù)，能實時查看生產(chǎn)操作狀況。
六.系統(tǒng)軟件硬件配置
每部天車都配有射頻識別裝置和無線分站。無線分站由智能儀表和無線分模塊組成。智能儀表采用雙CPU結(jié)構(gòu)。其中一個CPU管理無線通訊模塊，完成和面站通訊聯(lián)絡(luò)另一個CPU實時接收射頻識別裝置位置信號和天車稱重量信號;兩CPU間以行方式相互交換數(shù)據(jù)。
面站設(shè)無線通訊主站和裝有配套軟件計算機。無線通訊主站也由無線通訊模塊和智能表組成，同樣，智能表也采用雙CPU結(jié)構(gòu)，其中一個CPU管理無線通訊模塊，完成無線組網(wǎng)功能;另一個CPU完成與計算機數(shù)據(jù)通訊。
計算機上安裝了用VB6.0編寫軟件，完成動畫顯示、行為辯識、數(shù)據(jù)處理和記錄、數(shù)據(jù)查詢功能;并將班，日，月數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲到ACCESS，VFP等標準數(shù)據(jù)庫中，其它管理人員使用相關(guān)數(shù)據(jù)。
七.結(jié)束語
本系統(tǒng)是煉鋼廠ERP管理系統(tǒng)基礎(chǔ)，它開放性結(jié)構(gòu)和良好可擴充性必將為自動化煉鋼提供方便實用、經(jīng)濟實惠實現(xiàn)手段。本系統(tǒng)已石家莊鋼鐵股份有限公司使用近一年時間，爐號識別率95%以上，取了良好效果。
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