电子标签在自动化生产线中的应用设计

ＲＦＩＤ射频识另Ｕ

文章编号：１００８－０５７０（２００７）１１－２－０２３２－０３

中文核心期刊《微计算机信息：》（嵌入式与ＳＯＣ）２００７年第２３卷第１１－２期

电子标签在自动化生产线中的应用设计

ＲＦｌＤｉｎｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｉｎｅｄｅｓｉｇｎ

（东营职业学院）张钦军

ＺＨＡＮＧＱＩＮＪＵＮ

摘要：射频电子标签是近年来高速发展的数字产业，具有容量大、保密性强、可读写，能在恶劣生产条件下使用等特点，是其他电子标签无法比拟的。全自动机械制造生产线中加入射频电子标签系统，通过标签系统与ＰＬＣ之间的数据交换，实现

ＰＬＣ对柔性制造系统的全过程控制．使整套设备的效率和产品质量有较大提高。关键字：射频识别；柔性制造系统；ＰＬＣ；数据交换；控制程序

中图分类号：ＴＰ３０５

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ

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文献标识码：Ｂ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＦｌｅｘｉｂｌｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ＰＬＣ，ｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅ，ｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｇｒａｍ

电子标签

１引言

１．１射频电子标签概述射频识别（Ｒａｄｉｏ

Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

阅读嚣

Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＲＦＩＤ），又称电子

标签（Ｅ—Ｔａｇ）是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相

关信息的技术。ＲＦＩＤ电子标签与条形码识别系统相比具有以下

图图图园

图１

ＲＦＩＤ系统基本原理框图

２．２电子标签与读写器通讯

ＲＫ一１３００Ｔ采用国际标准ＵＡＲＴ通讯方式，可与ＲＳ一２３２等

特点：第一。可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码

那样只能识别一类物体；第二，采用无线电射频，可以透过外部

包装材料读取数据．而条形码必须靠激光来读取信息；第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读；第四．射频电子标签系统具有信息存储量大、成本低、抗干扰能力强等特点。因具有上述优点，在自动识别技术中，射频电子标签系统得到了快速发展和广泛应用．有逐渐替代条形码、Ｉｃ卡等

识别系统的趋势。

国际标准传输接Ｉ＝１作通讯．其传输速率为９６００．Ｎ．８．１。通过数据通讯完成数据读取。数据写入等功能。

例。数据通讯格式如下：

２

２．１

ＲＦＩＤ原理与通讯

ＲＦＩＤ的原理

ＳＯＨ、ＳＴＸ、ＥＴＸ都是一个ｂｙｔｅ的控制字符，其定义为：ＳＯＨ＝０１Ｈ，ＳＴＸ＝０２Ｈ，ＥＴＸ＝０３Ｈ。ＳＯＨ是标签内数据串的开始标志。

ＳＴＸ为标签内存储数据的起始位，ＥＴＸ为标签内存储数据的截止位。这三个数据都是定义好的设置，无需改动。ＰＴ（Ｐａｃｋｅｔ

射频电子标签大致可分为两部分：射频标签（ｔａｇ）和读写器（ｗｒｉｔｅｒ／ｒｅａｄｅｒ），工作原理为：阅读器将要发送的信息．经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送，进入阅读器工作

区域的电子标签接收此脉冲信号，卡内芯片中的有关电路对此

Ｔｙｐｅ）用来识别信息来源。若是控制主机传出的信息则使用大写“Ｓ”，若为读写器传回的信息使用小写…Ｓ’。ＩＤｌ和ＩＤ２是读写器

的两个ｂｙｔｅ的ＩＤ指示码．固定为“０１”。ＦＣｌ和ＦＣ２是功能码．

信号进行调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断。若为读命令，控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息，经加密、编码、调制后通过卡内天线再发送给阅读器，阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至中央信息系统进行有关数据处理；若为修改信息的写命令，控制逻辑使内部电荷泵提升工作电压，提供擦、写ＥＥＰＲＯＭ中的内容的信息，若经判断．对应的密码和权限不符，则返回出错信息。ＲＦＩＤ基本原理框

图如图１所示。张钦军：硕士讲师

和ＤＡＴＡ有相关性（例如“Ａ１”为读取卡片并传回卡号）。ＢＣＣ为

检查码。是从ＳＯＨ到ＥＴＸ每一个ｂｙｔｅ作互斥后，再或２０Ｈ得

出的。电子标签内存储的内容都是ＡＳＣＬＬ码，而ＰＬＣ内的数据

都是十六进制的数据，如果电子标签与ＰＬＣ通讯的话就要将ＡＳＣＬＬ码转化成十六进制数或者将十六进制的数据转化为ＡＳＣＬＬ码，这将在后面讲述到。

２．３电子标签与ＰＬＣ通讯

这套柔性制造系统主要是由ＰＬＣ（松下Ｆ贬）来控制的，要

实现电子标签在柔性制造系统中的应用就必须完成其与ＰＬＣ之间的通讯。读卡器与ＰＬＣ之间的接线采用的ＲＳ２３２通讯．

一２３２—３６０元，年邮局订阅号：８２．９４６

万方数据　

ＲＦＩＤ射频识别

ＰＬＣ的ｓ端（发送端）与读写器的３端（接收端）相连，ＰＬＣ的Ｒ端

系统启动时，工料可位于自动仓储系统，放置在托盘上，读

（接收端）与读写器的２端（发送端）相连，接线如图２所示。读取数据程序如程序１所示：

电子标签读异器ＰＬＣＲＳ２３２Ｊｌｌ信口

写器读出标签内信息，并且分离其中数据进行校验，看是否加工

完成，如果“是”则换取工件，“否”的话就启动自动传输系统到数

ＲＳ２３２电缆

控车床加工系统，然后读取标签内信息，校验看是否加工过，如果“是”则启动自动传输系统到五维装配系统处．“否”则有机械手放置于数控机床中进行加工，完成后则修改标签内容。在五维装配系统处，“是”则启动自动传输系统到自动仓储系统，“否”

则取下工件装配，完成后则修改标签内容。

３．２电子标签在全自动机械制造生产线中的程序设计及应用

从整个流程图我们可以看出。整个流水线有两个加工位．这

～疆旧

Ｒ

ｌ。ｌ

～Ｇ

５Ｖ

ｌ，、ｌ，一．

样我们就需要两个分离的数据来代表这两个加工位的工作状

图２读卡器与ＰＬＣ连线图

态，…０’为未加工，“ｌ”为已加工，然后与ＰＬＣ进行数据交换，控

制整条流水线的工作。

启动整条流水线。当托盘传送到机械手搬运系统前时，启动

位于机械手处的读写器．然后传送命令，如程序２所示：

程序１ＰＬＣ读取数据程序

３电子标签在全自动机械制造生产

线中应用设计

３．１全自动机械制造生产线系统概况

柔性生产制造系统是一套微缩的实际工业生产制造的培训装置，根据生产加工的不同阶段，该系统由物料供给系统、带视觉检测五维装配系统、多通道变频调速环形自动传输系统、数控车床（铣床）：｜！Ｊｎ－ｒ系统、自动仓储系统、工业机器人系统、计算

程序２机械手处读写器程序

例如：假设这个标签传送回来的十六进制数据为

“４Ｄ３０３０３６３０３０３０３０３０３０３０３０３０３０３０３０３０３０３０３０”．ＡＳＣＬＬ码为“Ｍ００６００００００００００００００００”．其中“Ｍ”为读取Ｍｕｌｔｉ

Ｐａｇｅ

Ｔｙｐｅ卡

片类型，“０”为卡片状态：表示读取数据，“０６”为卡片页数：此为第六页，“００００００００００００００００”此为第六页的卡片内容。整个加工流

机管理系统等七个单元所组成。正常的工作流程是将工料放在

托盘上主体环线一周完成装配后再将完成的工件放回仓库。为了避免零件装配过程中的错装和漏装，我们在每个工件上都贴

程一共有两个工位，为了方便观察，我们将第九位到第十二位定

义为数控车床系统的加工状态。后四位定义为五维装配系统的装配状态。此时可以通过监控内部寄存器得出，托盘上的工料

有电子标签。每个工位都安装读写器，由机械手搬运系统处的

读写器读取托盘上标签内的信息并根据ＰＬＣ程序校验。完成工件装配的

尚未加工，所以启动传输系统，让托盘继续前进到数控车床加工

系统停止。

在数控车床系统处，读取标签数据并比较，如果为０。说明还未加工，然后启动数控车床加工系统。完成后．继续启动传输系统。让托盘继续传送到五维装配系统处。然后启动此处的读写器．发送命令如程序３所示：

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图３系统流程图

程序３五维装配系统处读写器程序

万方数据　

（奎ＩＩＩＡ接一邮局订阅号：８２－９４６

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ＲＦＩＤ射频识别中文核ｆ出期刊《：微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００７年第２３卷第１１－２期

在五维装配系统处通过读取标签内数据，如果后四位为Ｃ上接第２６３页）

“００００”表示未在数控车床处加工过，不管第九位到第十二位为“１１１１”或者“００００”都将原数据写入。如果此处没有加工，启动加工程序，加工完成后，启动读写器程序，将后四位改为

“１１１１”。

５结论

本文作者创新点是提出了一种基于云模型的综合评判方

法，该模型不仅解决了权重参与运算的难题，且更为直观地表示

了综合评判的结果，充分利用了定理与定性概念相互转化模型．

完成后．继续启动传输系统，再次回到机械手搬运系统处，

然后启动此处的读写器。发送程序并校验标签内容，如果后八位全为１。则将托盘上的物料取出来。再取一个未加工的物料放到托盘上，如果不全为１，则启动传输系统，重复前面的程序。如程序４所示：

使得评价内容更丰富，更符合实际。实验结果验证了该方法的可

行性和有效性。参考文献

【ｌ】范定国．一种基于云模型的综合评判模型【Ｊ］．科技情报开发与经济．２００３．１２：１５７～１５９

【２】李德毅．不确定性人工智能［Ｍ】．北京：国防工业出版社．２００５．７【３】邸凯昌．空问数据挖掘和知识发现［Ｍ】．武汉：武汉大学出版社．［４］谢季坚．模糊数学方法及其应用［Ｍ］．武汉：华中科技出版社．

２００３．７：１９０—２０３

［５］陈良维．数据挖掘中聚类算法研究［Ｊ】微计算机信息，２００６．２１：

２０９—２１１

作者简介：柳炳祥（１９６６一），男（汉族），江西九江人，景德镇陶瓷学院信息工程学院院长，教授，博士，硕士生导师，２００３年东南大

程序４

自动仓储系统处读写器程序

学管理科学与工程专业博士毕业，主要从事数据挖掘、决策支持

系统领域的教学和科研工作。

Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：Ｌｉｕ

结束语

以上简要介绍了电子标签在全自动机械制造生产线中的应用设计实例。由此看出：将射频识别系统应用到柔性制造系

Ｂｉｎｇｘｉａｎｇ（１９６６一），ｍａｌｅ（ｔｈｅ

ｃｉｔｙ，ｔｈｅｄｅａｎ

Ｃｅｒａｍｉｃ

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ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ

Ｊｉａｎｇｘｉｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｈｅＪｉｕｊｉａｎｇｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉｎｇｄｅｚｈｅｎ

ｍａｓｔｅｒ

ｏｆｓｃｈｏｏｌ

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ．Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，ｄｏｃｔｏｒ，

统中。不仅大大提高了产品加工效率，而且下线之后的成品有了一个自己的特定信息，为后面的货物出库及质量跟踪做了

准备。生产过程中只要改变标签内容或者将标签放在托盘上就可以使这条生产线加工不同的零件。不仅降低了生产成本，而且可以满足市场多元化的需求．在当今激烈的市场竞争中将发挥巨大作用。

本文作者的创新点为：将射频识别应用到柔性制造系统中．生产过程中只要改变标签内容或者将标签放在托盘上就

ｔｅａｃｈｅｒ，ｇｒａｄｕａｔｅｄｉｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

ｓｐｅｃｉａｌｔｙｆｒｏｍｓｃｈｏｏｌｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆＳｏｕｔｈｅａｓｔ

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ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｅｒｅｓｔｓ

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ａｎｄｄｅｃｉｓｉｏｎｓｕｐｐｏｎｓｙｓｔｅｍ．

０３３４０３景德镇景德镇陶瓷学院信息工程学院）柳炳祥李海林

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪＤＺＣｅｒａｍｉｃＪｉｎｇＤｅＺｈｅｎ，３３３４０３）Ｌｉｕ

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Ｌｉ

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，

ＨａｉＬｉｎ

通讯地址：０３３４０３江西省景德镇陶瓷学院湘湖校区信息工程学院）柳炳祥

（收稿日期：２００７．９．２３）（修稿日期：２００７．１０．２５）

可以使这条生产线加工不同的零件。下线之后的成品有了一个自己的特定信息，为后面的货物出库及质量跟踪做了准备。

参考文献

［１１黎国民．面向对象的可编程控制器程序设计方法叨．微计算机信息。２００５，０４：２０—２２。

『２］Ｋｌａｕｓｆｉｎｋｅｎｚｅｌｌｅｒ．射频识别（ＲＰＩＤ）技术．北京：电子工业出版社．２００１．

【３】甘永梅．现场总线技术及其应用［Ｍ】．北京：机械工业出版社，

２００４．

《变频器与软启动器应用２００刨》

凡有电机的地方，均需要软启动器与变频器，一是安全、二是节能、三是环保。冶金、石化、化工企业的大设备运行，港口、码头、矿山的装载机械、掘进机械、水泥厂的窑炉动力机械、破碎机械，机床厂的各种设备与产品，电力（发电与运行）机械，铁路行业的电力机车、内燃机车与货场的行车，轻工动力机械、造纸机械、印刷机械、大厦中的电梯、中央空调装置、恒压供水装置，各种窑炉的控制设备、大型闸门起吊设备，各种伺服阀门、大型雷达动力驱动系统，有轨、无轨城市电车……。电机无处不在，变频器与软启动器的用场无所不在。高压变频、中低变频、直流调速、交流变频、交交变频、伺服驱动、各种启动、励磁、电源解决均在本书之中，既符合设计使用人员查阅，又适合采购主管人员查询。好书大家拥有，２００个实用案例与大量的广告总会有适应

您的一款。

【４】高俊岭，郑江涌等．基于ＰＬＣ的硝酸生产联锁报警控制系统的实现叨．微计算机信息，２００５，０４：２４—２６。

作者简介：张钦军（１９７５、９一），男，硕士，东营职业学院工业工程系讲师，研究方向为机电一体化。

Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＺｈａｎｇＱｉｎ－Ｊｕｎ（１９７５，９－），Ｍａｌｅ，ＭＡ，ａｌｅｃｔｕｒｅｒｉｎ

Ｄｏｎｇｙｉｎｇ

Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ

Ｓｃｈｏｏｌｏｆ

ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ

ａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ．

（２５７０９１（Ｄｏｎｇｙｉｎｇ

Ｚａｎｇ

山东东营东营职业学院）张钦军

Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ’＝２５７０９１）

本书已出版。大１６开，每册定价１１０元（含邮费）。预购者请将书款及邮寄费通过邮局；ｒ款至

地址：北京海淀区皂君庙１４号院鑫雅苑６号楼６０１主

Ｑｉｎｊａｎ

通讯地址：（２５７０９１山东山东省东营市东营职业学院工业工程系黄河路５６９号）张钦军

（收稿日期：２００７．８．２３）Ｃｔ隆稿日期：２００７．１０．１５）

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万方数据　

电子标签在自动化生产线中的应用设计

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

张钦军， ZHANG QINJUN

257091,山东东营 东营职业学院微计算机信息

CONTROL & AUTOMATION2007,23(32)1次

参考文献(4条)

1.黎国民 面向对象的可编程控制器程序设计方法[期刊论文]-微计算机信息 2005(04)2.Klaus finkenzeller 射频识别(RPID)技术 20013.甘永梅 现场总线技术及其应用 2004

4.高俊岭;郑江涌 基于PLC的硝酸生产联锁报警控制系统的实现[期刊论文]-微计算机信息 2005(04)

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1. 王宏 RFID自动识别设备的分类及选型初探[期刊论文]-微计算机信息2005(1)2. 不同用途电子标签封装工艺选择[期刊论文]-中国自动识别技术2006(2)3. 王颋 基于RFID技术的电子防伪书签[期刊论文]-计算机应用2007,27(z1)4. 史晓东.彭亦功 RFID技术及其在商业系统中的应用[会议论文]-20075. 建华 RFID射频技术激活商业智能化市场[期刊论文]-金卡工程2005,9(6)6. 张国洪.祁同林 RFID技术在集装箱码头管理中的应用[会议论文]-20087. 王学文.周群立 加强RFID在我国商业中的应用[期刊论文]-商场现代化2004(23)

引证文献(1条)

1.贺方.李汶阳.李洋 汽车整车物流装车场道位优化[期刊论文]-森林工程 2013(3)

本文链接：/Periodical_wjsjxx200732094.aspx

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/k3f1.html