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1 引言

现代化生产过程中,信息采集的全面性和及时性在生产组织和实施过程中显得至关重要。

在塑料模具的保管、运输、使用、保养等生产环节中,如何快速收集和及时处理塑料模具的实时信息是企业非常关注的问题。本文重点讨论物联网信息科技在塑料模具定位管理中的应用。

2 概论

随着物联网时代的到来,各个行业的市场竞争从单台先进设备、单种工艺技术等的竞争发展到综合生产信息处理能力的竞争,已不单纯是竞争样式、方式的改变,而是竞争形态的改变,企业内部的信息化程度已成为衡量企业竞争能力高低的首要标志。

利用先进的物联网信息科技,通过把生产现场的塑料模具在保管、运输、使用、保养等生产环节中的各种信息收集和处理,将生产进度把握清楚,将塑料模具使用情况、位置信息、运行状态、维修保养情况等信息利用科技手段收集处理,告知相关人员,可以简化繁杂的作业流程和大量的统计时间和填写报表的时间,实现组织信息交流的扁平化,实现以秒为单位的信息时时共享。提高企业的信息反应速度和办事效率。

3 原理

3.1 工作原理

利用物联网信息科技的 RFID 技术,通过低频定位器、标识卡及基站等终端设备,可以及时准确的采集有关塑料模具的实时信息。利用 RFID无线通信技术将相关信息传输到采集服务器,并实现上层的各种应用。

3.2 RFID 技术介绍

射频识别技术 RFID(Radio Frequency Identification Technology)是成熟于 20 世纪末21 世纪初的一种非接触式的自动识别技术,目前正在全世界的各种行业中得以推广应用。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID 是一项易于操控,简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术,其所具备的独特优越性是其它识别技术无法企及的。

识别工作无须人工干预;

它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式,且无需接触或准确瞄准;

可自由工作在各种恶劣环境下;

可进行高度的数据集成。由于该技术很难被仿冒、侵入,使 RFID 具备了极高的安全防护能力。

射频识别技术使用的系统终端主要包括低频定位器、RFID 基站、RFID 标识卡、采集系统。

低频定位器:主动式发送器,当标识卡进入低频信号范围以后,能够接收到定位器连续发送的 125KHZ 低频信号,信号包括其自身编号,能够用于进行不同定位器的区分与识别,识别范围为 1-8m。RFID 

标识卡:在需要进行监控的塑料模具上安装,具有编号,可主动接受 125KHz 低频信号,并通过 2.4G 上传相关信息,能够实现身份认证、定位跟踪和监控等功能。

RFID 基站:主要是作为信息传输设备,实现工厂监控区域信号全覆盖,可接收卡发送的信息,并将信息上传到采集服务器。

采集系统:对基站上传的数据进行处理,实现上层的各种应用。

RFID智能管理系统之塑料模具定位管理应用

4 功能

4.1 概述

电子标签安装在需要进行监控的塑料模具或塑料模具运输工具上,对塑料模具或塑料模具运输工具的位置、维修保养状态、行走路线等信息进行收集管理,当发生摆放位置错误、行走路线异常、配送错误等异常情况时,系统会主动弹出报警提示,提醒相关人员跟进处理。

位置信息主要通过标识卡感应预先固定在通道(如门,走廊口)或生产线上的定位器,并将数据传回到基站再以无线或有线方式传输到内部 LAN 网络后至服务器,最终实现实时管理信息。

4.2 应用功能

4.2.1 实时定位跟踪

通过对需要监控的塑料模具或塑料模具运输工具安装标识卡,使其具有的身份标识,系统能够根据标识卡的射频信息,实时显示塑料模具或塑料模具运输工具的位置及状态,并且根据需要可在地图上进行标注。同时可对指定标识卡进行实时跟踪,地图上会动态显示被跟踪物品的移动路线。

             

4.2.2 区域管理

可实时显示工厂内各个区域被监控物品的分布情况,实时显示被监控物品的位置及状态。显示区域信息,实时更新信息。包括区域历史信息纪录查询。

4.2.3 轨迹记录和回放

系统可实时记录每个塑料模具或塑料模具运输工具的行动轨迹,提供查询历史位置记录数据。同时,可回放任意标识卡的轨迹数据,按时间段在地图上进行回放(可选择有轨迹或无轨迹、设置播放速度等)。


4.2.4 信息查询

可在系统设定查询区域,当模具或模具包装盒进入指定区域时,系统自动显示模具身份信息。工作人员可快速判断模具是否异常、是否在规定时间入库、模具位置是否异常等。

4.2.5 报警管理

系统可以对模具进行实时定位和异常报警。一般的报警有以下分类:

 路线错误报警

系统可设定模具配送线路、到达区域及未在规定时间内到达指定位置报警提示,相关人员可及时进行确认,避免模具未及时到达生产线影响生产。

 摆放位置异常报警

对于不同的模具,均有指定的摆放位置,系统能自动识别模具摆放在哪个区域,使工作人员能用最少的时间找到所需的模具。并且当模具回收摆放位置错误时,系统弹出报警。

 越界、超时报警 

对于相关的模具,均有一定的停留区域,如模具非法离开了生产车间,系统可实时弹出报警;模具未在规定时间内回收,系统会弹出报警提示。

 设备故障报警

主要是标识卡、基站等设备的故障进行报警,如信号消失、信号中断、设备电池电量不足等,提醒相关人员进行检查。

4.3 拓展功能

4.3.1 视频联动管理

视频联动功能是通过将基站与视频监控设备绑定,当发生报警后,系统会及时调用视频监控设备朝向事件发生场所,记录报警地点视频信息,反之亦然,即当监控设备发现监控区域内有可疑情况发生时,系统会及时调用智能管理系统,对监控区域内人员进行定位分析记录等功能。

系统可直接利用工厂内现有视频设备,无需额外采购新视频设备实现视频联动功能,减少建设成本

5 总体设计 

5.1 总体布点设计

通过在工厂内的生产车间、楼层、仓库、通道等地方,按照客户要求布置定位器,实现人员定位,布设基站实现信号覆盖,对所需监控的模具配发相应的电子标签,从而实现智能监控和管理。

布点情况说明: 

定位器:主动式发送器,当标识卡进入低频信号范围以后,能够接收到定位器连续发送的 125KHZ 低频信号,分为四路天线和两路天线两种,每路天线信号包括其自身编号,能够用于进行不同定位器号的区分与识别,可以结合工厂现有建筑环境定位到生产车间、生产线,实际环境下信号范围为 1-8m。

室外基站:用于覆盖工厂内非建筑所有空旷环境信号接收。

室内基站:用于完全覆盖所有建筑物内部信号的接收。

5.2 总体架构

RFID智能管理系统之塑料模具定位管理应用

总体结构主要包括:前端数据采集系统、数据传输系统、数据处理服务系统以及Web 上层应用系统四大部分。

前端数据采集系统为 RFID 无线传输系统,主要由无线射频标识卡、低频定位器、RFID基站、现场总线/局域网组成。其主要作用是以无线方式采集标识卡发送的目标位置数据和其他数据。

数据传输系统主要由数据采集计算机、数据服务器和上传专线组成,主要作用是将采集的数据上传到数据中心进行存储处理。

数据处理服务系统主要包括 GIS 系统、应用服务器、系统管理工作站等。该系统设在监控中心,其主要作用是对数据进行分析处理,并为上层应用系统提供各种数据服务。

Web 上层应用系统主要是将采集系统采集的数据通过软件平台,实现各种业务功能显示,给工厂管理方以直观的效果显示,并实现各种数据报表统计管理。


综上所述,现代化生产过程中,在塑料模具的保管、运输、使用、保养等生产环节中,利用先进的物联网信息科技,通过把生产现场的塑料模具在保管、运输、使用、保养等生产环节中的各种信息收集和处理,将生产进度把握清楚,将塑料模具使用情况、位置信息、运行状态、维修保养情况等信息利用科技手段收集处理,告知相关人员,可以简化繁杂的作业流程和大量的统计时间和填写报表的时间,实现组织信息交流的扁平化,实现以秒为单位的信息时时共享。极大的提高企业的信息反应速度和办事效率。


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