基于RFID定位的廢鋼分組份自動稱量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

袁亞蘭

摘? 要：為了自動獲取廢鋼分組份的重量數(shù)據(jù)，基于RFID定位技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)了廢鋼分組分自動稱量系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前在南鋼第二煉鋼廠廢鋼配料間調(diào)試成功運(yùn)行，提高了廢鋼組份及重量的準(zhǔn)確性，大大提高了轉(zhuǎn)爐副槍二級的“碳、溫”命中率，滿足了自動化煉鋼對廢鋼的要求，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時也減輕了廢鋼配料間操作人員的工作強(qiáng)度，為未來廢鋼配料間全自動配送廢鋼打下了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：RFID? 自動稱量? 廢鋼分組份

中圖分類號：TP311.52 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）12（a）-0074-02

廢鋼分組份的重量采集對轉(zhuǎn)爐副槍二級的“碳、溫”命中率有很大的影響，原二煉鋼廢鋼配料間采用的是人工選擇料種，并根據(jù)地面軌道衡稱重?cái)?shù)據(jù)變化，手動輸入重量信息，并傳遞給轉(zhuǎn)爐二級的方式，因?yàn)槿斯や浫氲膹U鋼組份及重量不太準(zhǔn)確，影響了模型的使用，為了解決這一問題我們決定開發(fā)廢鋼分組分的自動稱量系統(tǒng)。

1? 設(shè)計(jì)思路

1.1 如何重新規(guī)劃廢鋼組分

經(jīng)過多次考察廢鋼配料間卸料工的工作現(xiàn)場，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有廢鋼組份劃分太多，廢鋼池劃分太密集，導(dǎo)致工人不知如何卸料，干脆就胡亂卸料，導(dǎo)致混料現(xiàn)象嚴(yán)重。我們與轉(zhuǎn)爐車間、品質(zhì)科、生產(chǎn)科多次討論，為了方便工人操作，并滿足轉(zhuǎn)爐二級的要求，將廢鋼分為生鐵、重廢、輕廢、渣鋼4類，重新規(guī)劃了廢鋼池，重新規(guī)劃好的廢鋼池如圖1所示。

1.2 如何定位廢鋼池

要想自動區(qū)分廢鋼組份，必須要對廢鋼池進(jìn)行二維定位，我們比較了目前常用的幾種定位方式（如表1所示）。

經(jīng)過咨詢實(shí)施方、查閱相關(guān)資料并對標(biāo)其他鋼廠，我們最終決定采用RFID技術(shù)。RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）定位技術(shù)是利用無線電波或微波進(jìn)行非接觸的單向或雙向通信，達(dá)到數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)交換目的的自動識別定位技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展十余年，技術(shù)成熟，穩(wěn)定性好，性價比高。

重新定位后的廢鋼池如圖2所示。

2? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通過在廢鋼區(qū)安裝定位標(biāo)識，將廢鋼區(qū)劃分為5個固定堆放區(qū)域（備料輕廢、重廢、生鐵、渣鋼、輕廢），在天車上安裝定位識別可以實(shí)現(xiàn)跟蹤天車的具體位置。在天車上安裝電子秤可以識別天車吊起放下的動作，實(shí)現(xiàn)天車吊起、放下的定性判斷，結(jié)合無線傳輸將天車的位置信息（x軸與y軸定位物料品種與過跨車軌道位置）、重量信息（識別天車操作）傳輸?shù)酵评碛?jì)算機(jī)，推理計(jì)算機(jī)采集過跨車的廢鋼重量及天車信息自動計(jì)算廢鋼斗里加入了多少種類型的物料、每種物料的重量是多少。過跨車將已經(jīng)稱量好的廢鋼運(yùn)送到加料跨，廢鋼天車通過加料跨的定位系統(tǒng)自動識別過跨車上的廢鋼，通過廢鋼天車自動跟蹤加入轉(zhuǎn)爐的廢鋼從而實(shí)現(xiàn)廢鋼物料的自動統(tǒng)計(jì)。

在廢鋼斗上加裝耐高溫標(biāo)簽，在過跨車途徑的地方安裝包號識別器讀取廢鋼斗號，通過無線傳送給采集計(jì)算機(jī)，結(jié)合天車推理技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢鋼斗號的跟蹤。

3? 軟件設(shè)計(jì)

3.1 程序設(shè)計(jì)工具

系統(tǒng)采用微軟WPF用戶界面框架+后臺三層架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)。WPF是微軟.net框架中的重要組成部分，完全超越了傳統(tǒng)的GDI的界面設(shè)計(jì)，可以充分利用新一代顯卡的硬件能力和對Direct的調(diào)用，在基本不用編寫任何代碼的情況下生成炫目的2D、3D以及動畫效果。

三層架構(gòu)在軟件體系架構(gòu)設(shè)計(jì)中，最常見，也是最重要的一種結(jié)構(gòu)。從下至上分別為數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層、表示層。

（1）數(shù)據(jù)訪問層：數(shù)據(jù)訪問層主要實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的讀取保存操作。

（2）業(yè)務(wù)邏輯層：主要處理系統(tǒng)需求中的業(yè)務(wù)邏輯，編寫軟件主要功能實(shí)現(xiàn)，采集數(shù)據(jù)接收處理，天車數(shù)據(jù)推理，過跨車重量推理都由業(yè)務(wù)邏輯層實(shí)現(xiàn)。

（3）表示層：主要功能是顯示數(shù)據(jù)和接受WPF界面的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)界面與后臺交互。

三層架構(gòu)主要對數(shù)據(jù)的傳輸，處理與存儲提供便利條件。應(yīng)用程序各部分之間職責(zé)清晰劃分，降低系統(tǒng)的層級依賴，利于各層邏輯復(fù)用，提高開發(fā)效率，降低運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)。達(dá)到高內(nèi)聚低耦合的目的。開發(fā)好的系統(tǒng)畫面以1#軌道為例如圖5所示。

3.2 程序設(shè)計(jì)接口

廢鋼分組分系統(tǒng)通過綜合二級獲取廢鋼加料計(jì)劃，并將轉(zhuǎn)爐需要的分組分的稱量信息通過綜合二級傳遞給轉(zhuǎn)爐二級，接口方式實(shí)現(xiàn)無縫集成、信息互聯(lián)互通、資源共享，且提供開放、透明的接口，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間信息的傳送和流轉(zhuǎn)。

4? 結(jié)語

（1）廢鋼分組分稱量系統(tǒng)已經(jīng)在該廠廢鋼配料間穩(wěn)定運(yùn)行4個月，減少了廢鋼配料間工人的勞動強(qiáng)度。（2）為轉(zhuǎn)爐副槍模型提供了準(zhǔn)確的分組分的廢鋼配比，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)雙命中率由82.3%提高到89.7%。

參考文獻(xiàn)

[1] 杜衛(wèi)華，張婕，李金文，等.基于射頻卡定位技術(shù)的煉鋼廠天車物流從站設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].制造業(yè)自動化，2010，32（2）：140-143.