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RFID 技術以更靈活的方式引導沖壓廢料產生

         沖孔薄板的生產中(圖1)不可避免地產生大量的沖壓廢料。位于德國Schlierbach的MEVACO GmbH公司每年會額外產生8000噸這種廢料。中等規(guī)模的公司生產的沖孔薄板的形式形狀比較多，材料也涉及很多種，包括鋁，銅，低碳鋼和不銹鋼。該公司專營小型和中型的沖孔板，除了現(xiàn)成的庫存產品外還提供了大量圖1所示大小的定制沖孔板。由于復雜的訂單計劃，需要頻繁的變換壓力和材料。四個高輸出的壓力機產生的廢料數(shù)量巨大，這些機器一年365天不停轉地處理寬達1500mm的薄板。MEVACO總是直接收集這四個機器在成型過程中產生的廢料-無雜質的-用于再次銷售。購買者包括煉鋼廠、壓鑄鋁元件的制造商和壓鐵制造商。

因此，一個所謂的廢料金屬通道就位于這四個壓力機下面，在通道里面有一個自動運輸系統(tǒng)，帶有很多箱子的卡車（圖2）。這個運輸系統(tǒng)將空的或者半滿的箱子正確排列在壓力機下面并返回緩沖區(qū)，比如，各個箱子被分配給不同的材料。裝滿的箱子被自動運去卸料站，在廢料倉庫，由起重機將里面的東西倒入相對應的卡車。

更多種類，更高要求

          MEVACO的技術總監(jiān) Jochen Schott表示，“一些客戶希望在廢料袋中的沖壓廢物是無雜質的，我們的任務就是保證這些塑料袋重量達到2 噸。因此，我們必須在每一個沖壓順序中記錄以及累加重量。”“另一些客戶在他們的應用中則要求更高的體積密度，因此只能使用小直徑的金屬塊，而這樣也會增加不同的廢棄產品的數(shù)量。”為了運行一個可靠的自動操作系統(tǒng)，控制系統(tǒng)必須時刻知道23個卡車里每個卡車里面金屬塊的質量以及卡車的質量。使用以前的控制系統(tǒng)和卡車，廢料的形狀固定，是不可能做到這一點的。于是操作員決定不采用累加法，而是采用一種新的，更強大，更靈活*的解決方案。這個解決方案可以可靠地運轉多年，如果需要連接更多的組件，也比較容易擴展。

         方案的執(zhí)行交給德國的Stuttgart公司，它是 Heldele GmbH 的分公司，這是一家專做自動化的系統(tǒng)集成商和西門子自動化方案的合作伙伴，而且和 MEVACO 已經非常熟悉。雙方一起在西門子提供的控制組件的基礎上提出了一個可持續(xù)發(fā)展的概念，最終只用了幾天時間就完成了安裝和集成。

端到端的自動化

         新方案的主要部分是一個在中央控制柜里的SIMATIC S7-300 PLC，它可以和 MEVACO 的高層控制系統(tǒng)通訊。西門子SCALANCE X116系列的一個工業(yè)以太網交換機連接壓力機和金屬塊倉庫的操作單元，并且建立了一個和金屬塊通道的網絡連接。為了記錄質量，壓力機下的倉位地址應符合與控制中心直接相連的 SIWAREX U 測壓元件的要求。安裝在金屬塊通道下部的小型的分散式裝置獲取料位監(jiān)視器的信號（使用超聲波和激光光柵），并通過 PROFIBUS 轉發(fā)到控制中心。

IWLAN 和 RFID 提高了透明度

          Heldele GmbH的項目負責人Michael Anhäuser認為，新解決方案的透明度和靈活性的關鍵在于對卡車的識別和車廂上控制柜內的控制組件與主控柜之間的通訊。為做到識別，23輛卡車上都安裝了式的SIMATIC RF360T RFID電子標簽（圖3），這些標簽都安裝在塑料墊片的凹槽處，可以有效地防止機械損傷。由于IP67的高防護等級，這些標簽能夠應用在惡劣的工業(yè)環(huán)境中，它們經常與油和切削液接觸。

          大小的電子標簽若選擇相對較大的天線，則可以增大讀取范圍，延長讀取距離，相應的對定位的精確性就沒更多要求。和電子標簽相對應的是安裝在運輸車廂上的SIMATIC RF380R RFID讀寫器（圖4），它可以讀取10cm范圍內的電子標簽上存儲的標識號碼并按要求進行匹配。讀寫器通過ASM 456接口模塊集成到控制網絡和 PROFIBUS 中。

         負責維護電氣系統(tǒng)的Günter Schäfer表示，“最初對于嚴酷的金屬環(huán)境的應用懷疑是毫無根據的”。“試運行以來，受到高度挑戰(zhàn)的RFID系統(tǒng)的運行一直是穩(wěn)定可靠的。”

         運輸車廂和中央控制柜之間的橋梁是由IWLAN系統(tǒng)（工業(yè)無線局域網）搭建的，該系統(tǒng)由一個安裝在通道墻壁上的SCALANCE W788-1 Pro接入點和一個安裝在移動控制箱內的SCALANCE W746-1 IWLAN以太網客戶機模塊組成。帶有兩個標準天線的接入點可靠地覆蓋了整個金屬塊通道，因此原定的沿著行車路線鋪設的額外的RCoax漏波電纜也被省去。因此，存儲在主控制器數(shù)據塊中的指令和箱體數(shù)據被自動的分配給正確的卡車。

         更高級別的生產計劃和MEVACO控制系統(tǒng)（PPS）之間的連接是由一個安裝在中央控制柜中的SIMATIC IPC227D nano箱式PC實現(xiàn)的，即一個非常緊湊的嵌入式工業(yè)電腦。這個電腦通過CP343-1通訊處理器集成到控制網絡并發(fā)送指令數(shù)據到生產單位。反過來，產品的類型和重量通過OPC (用于過程控制的OLE)傳送到內部的web應用程序，它允許MEVACO公司的客戶從internet上檢索當前的供貨數(shù)量和訂單。

比以往任何時候都更開放，更靈活，更高效

         通過使用散包裝袋，基本上任何卡車上的任何廢料類型現(xiàn)在都可以收集。這在以前是不可能的，因為小的金屬塊廢料總是粘在箱壁上，并產生很多污染。現(xiàn)在空閑的大約有15個卡車，可以靈活的指派給不同的材料，從而可輕松實現(xiàn)將更多樣的廢棄產品分類放入散包裝袋中。

         另一個收益是大大增加了新系統(tǒng)的透明度。例如，展示給操作員的診斷數(shù)據越來越多。這樣一來，操作人員可以更快的定位錯誤位置并糾正。Jochen Schott認為“這種新的解決方案更有利于今后的擴展。”如果能夠建設另一個生產大廳，則金屬塊通道可能延長而且可能使用第二個運輸車廂。下一步可以擴大RFID解決方案以涵蓋卡車容器，這將消除另一個錯誤源頭。技術總監(jiān)認為，“我們從不缺乏想法，我們現(xiàn)在已經創(chuàng)造了技術條件實現(xiàn)它們。在這方面，我們明顯已經變得更開放、更靈活。”