一.引言
煉鋼生產(chǎn)特點(diǎn)是域廣、設(shè)備多，環(huán)境惡劣，生產(chǎn)程控性差。煉鋼廠自動(dòng)化生產(chǎn)及管理實(shí)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(dòng)過程主天車實(shí)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(gè)獨(dú)立生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是由天車有機(jī)聯(lián)系起來。對(duì)天車行為進(jìn)行跟蹤和辨識(shí)就能準(zhǔn)確掌握煉鋼生產(chǎn)節(jié)奏，對(duì)物流方向及重量變化判斷就能為煉鋼自動(dòng)化生產(chǎn)管理提供可靠手段。為實(shí)現(xiàn)工廠ERP管理提供理想現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資源。
二.射頻式位置檢測(cè)技術(shù)
射頻識(shí)別（即Radiofrequencyidentification,以下簡(jiǎn)稱RFID）技術(shù)是九十年代興起一項(xiàng)新型自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它突出優(yōu)點(diǎn)是利用無線射頻方式進(jìn)行非接觸識(shí)別，無需外露電觸點(diǎn)，無源電子標(biāo)簽可按不同應(yīng)用要求來封裝。系統(tǒng)可同時(shí)識(shí)別多個(gè)靜止和高速運(yùn)動(dòng)電子標(biāo)簽。以完成多目標(biāo)識(shí)別。
1.射頻識(shí)別原理
典型RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)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(shí)別系統(tǒng)原理圖
典型電子標(biāo)簽是無源系統(tǒng),電子標(biāo)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(biāo)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(biāo)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?？刂七壿嬏幚砥鹘邮罩噶钔瓿纱鎯?chǔ)，發(fā)送數(shù)據(jù)及其它操作。EEPROM用來存儲(chǔ)電子標(biāo)簽固定址和其它用戶數(shù)據(jù)。
2.天車位置識(shí)別實(shí)現(xiàn)方法
對(duì)天車監(jiān)控精度要求，沿天車軌道按一定間隔放置電子標(biāo)簽;天車上對(duì)應(yīng)位置安裝識(shí)別裝置，所有埋設(shè)電子標(biāo)簽都存儲(chǔ)有互不重復(fù)址編碼，當(dāng)天車途經(jīng)或到達(dá)所埋設(shè)電子標(biāo)簽位置時(shí)，車載讀碼器讀出該標(biāo)簽址編碼，由單片機(jī)將此編碼與EEPROM中預(yù)儲(chǔ)編碼檢索匹配即可知道該車所位置。依據(jù)位置移動(dòng)方向及載重變化數(shù)學(xué)模型分析可判斷天車行為。同時(shí)配備我們自行開發(fā)數(shù)據(jù)通訊裝置，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行中各車行為識(shí)別、重量數(shù)據(jù)接收、顯示、并向面站傳送信號(hào)。
利用RFID技術(shù)進(jìn)行天車全程位置跟蹤是一種全新技術(shù)。，它主要優(yōu)點(diǎn)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(biāo)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(zhǎng)期工作于高頻強(qiáng)干擾、震動(dòng)、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(hù)簡(jiǎn)便。標(biāo)簽安裝無嚴(yán)格要求，接收距離最遠(yuǎn)可達(dá)2米。
4.采用絕對(duì)編址，無累計(jì)誤差。使位置識(shí)別準(zhǔn)確無誤。
三.設(shè)計(jì)要求
1.經(jīng)濟(jì)實(shí)用，簡(jiǎn)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(jí)。實(shí)際需要和可能，即可只配置成基本系統(tǒng)，完成位置識(shí)別和連鎖保護(hù)功能;又可配置其它組件，構(gòu)成較完善系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)較高層次管理功能。[nextpage]
3.所有需要辯識(shí)設(shè)備動(dòng)作都可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模擬，模擬精度取決于埋設(shè)標(biāo)簽密度。
4.除各類稱重?cái)?shù)據(jù)外，還具有冶煉時(shí)間、開澆時(shí)間、故障時(shí)間以及溫度、壓力、成分等實(shí)時(shí)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(shí)別、重量檢測(cè)和面站無線通訊聯(lián)絡(luò);調(diào)度室設(shè)面站，負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)管理、行為識(shí)別、數(shù)據(jù)記錄、查詢報(bào)表工作。面站計(jì)算機(jī)，有線網(wǎng)絡(luò)與廠領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)科室實(shí)現(xiàn)資源共享。
五.功能
全程動(dòng)態(tài)檢測(cè)天車位置，實(shí)時(shí)接收天車重量數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確辯識(shí)天車行為。
1、系統(tǒng)能以俯視圖和3D動(dòng)畫模擬仿真現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行，示意天車行為。畫面上動(dòng)態(tài)顯示、記錄鋼包皮重、毛重、自動(dòng)計(jì)算凈重，并記錄各爐產(chǎn)量、消耗。與色譜儀、自動(dòng)打號(hào)機(jī)及終端連接可自動(dòng)生成爐號(hào)、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(bào)，日?qǐng)?bào)，月報(bào)。
3、過廠內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)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(shí)時(shí)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(shí)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(gè)CPU管理無線通訊模塊，完成和面站通訊聯(lián)絡(luò)另一個(gè)CPU實(shí)時(shí)接收射頻識(shí)別裝置位置信號(hào)和天車稱重量信號(hào);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(jì)算機(jī)。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(gè)CPU管理無線通訊模塊，完成無線組網(wǎng)功能;另一個(gè)CPU完成與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通訊。
計(jì)算機(jī)上安裝了用VB6.0編寫軟件，完成動(dòng)畫顯示、行為辯識(shí)、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(chǔ)到ACCESS，VFP等標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kuò)充性必將為自動(dòng)化煉鋼提供方便實(shí)用、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠實(shí)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(shí)間，爐號(hào)識(shí)別率95%以上，取了良好效果。
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