無線數傳在鋼鐵生產物流跟蹤系統的應用

一、 引言：

煉鋼生產的物流跟蹤是指跟蹤統計煉鋼生產的所需的鐵水、廢鋼、輔料、合金料的消耗量，及各爐鋼產量，各連鑄機的燒鑄時間等擴展的廣義跟蹤系統，還可含有多種熱工量的信號采集。
針對以上系統，石家莊博科測控技術有限公司與北京捷麥通信器材有限公司聯合開發研制了一套無線煉鋼生產物流跟蹤系統。此系統已成功應用在福建三鋼集團煉鋼廠。

二、系統目標：

（1）準確，及時跟蹤統計煉鋼生產各種原料消耗及產品產量。

（2）全程實時跟蹤天車行為，輔助調度指揮生產。

（3）投資達到同系統國內最低，技術水準達到國內領先。

三、系統構成：

天車設分站點，完成位置識別、重量檢測和地面站無線通訊(通訊距離為200米)；監控計算機設為主站點，負責無線網絡管理、行為判別、數據記錄、查詢報表工作。主站點的計算機，通過有線網絡與廠領導及相關科室實現資源共享。

整體構成示意圖：

采集跟蹤系統結構示意圖：

四、工作原理：

本系統利用了射頻識別檢測技術和無線傳輸技術來實現本系統的功能。
射頻識別技術（即Radio frequency identification,以下簡稱RFID）技術是九十年代興起的一項新型自動識別技術，它的突出優點是利用無線射頻方式進行非接觸識別，無需外露電觸點，電子標簽的芯片可按不同的應用要求來封裝，可抵御各種惡劣環境，可同時識別多個電子標簽和高速運動的電子標簽以完成多目標識別。

典型的RFID系統由電子標簽（Tag）、讀寫器（Read/write Device）以及數據交換和管理等系統組成。

讀寫器與電子標簽的內部結構圖如下：

典型的電子標簽是無源系統,既電子標簽內不含電池，電子標簽工作的能量是由讀寫器發出的射頻脈沖提供，電子標簽接收射頻脈沖、整流并給電容充電，電容電壓經穩壓后作為工作電壓為電子標簽供電。數據調制部分從接收到射頻脈沖中解調出數據并送到控制邏輯。控制邏輯接收指令完成存儲，發送數據及其它操作。EEPROM用來存儲電子標簽的固定地址和其它用戶數據。
根據對天車監控精度的要求，沿天車軌道按一定間隔（如一米，兩米）放置電子標簽；在煉鋼爐，連鑄機等重點設備選代表位置單獨埋設電子標簽，在天車上對應位置安裝識別裝置，所有埋設的電子標簽都存儲有互不重復的地址編碼，當天車途經或到達所埋設的電子標簽位置時，車載讀碼器讀出該標簽地址編碼，與重量數據一同打包通過無線數傳模塊傳向主站點。
無線數傳模塊選用捷麥通訊的D21DL（500mw），一共四組，每組兩個，各組的使用不同的信道，信道間隔為1MHz。

五、系統功能：

1.全程動態檢測天車位置，實時接收天車重量數據，準確辨識天車行為。動畫模擬仿真現場設備運行，示意天車行為。記錄鐵水稱、廢鋼稱的皮重，毛重；自動計算凈重。并記錄各爐出鋼量；去連鑄機的鋼水包皮重、毛重、渣重、來源、去向等。

2.把生產計劃與實際紀錄的重量、時間、地點作對比分析，評價執行計劃的質量。
3.通過廠內計算機網絡實現圖像和數據資源共享。使廠領導和有關管理人員能方便獲得所關心的數據，能實時查看天車的生產操作狀況。