射頻識別技術在堆取料機上的應用

王 鳳 張 龍

（北方重工集團有限公司 裝卸設備分公司設計所，遼寧 沈陽 110860）

1 概述

側式懸臂堆料機側式刮板取料機是一種應用于水泥廠、鋼廠和碼頭等地，能夠連續、高效工作的散狀物料堆取的工業設備。側堆側取的特點是堆取物料靈活，適用于在同一料場堆取多種物料。每種物料要占用一個料倉，因此在一料場有幾種物料就有幾個料倉。

電氣控制中，不同堆點的判別是這種移動設備重要環節之一。以往堆點判別有兩種方法：1、撥叉式限位開關配合擋鐵安裝，行程開關安裝在設備上，擋鐵通過訂膨脹螺栓安裝在地面。2、通過接近開關與感應鐵板配合安裝，接近開關安裝在設備上，感應鐵板安裝在地面。兩種方式存在著共同的缺點：1、開關頭可碰撞距離不超過3.5CM，接近開關感應距離只有1.5CM，而且設備在軌道上存在縱向位移，很容易感應不到。2、安裝不方便，在設備上需要安裝多個開關才能滿足要求。

近幾年RFID在中國地區的推廣和應用，使得這種定點位移設備定位系統得到了充分的解決。

2 射頻識別技術（RFID）

（1）RFID（射頻識別）基本組成部分最基本的RFID（射頻識別）系統由三部分組成：標簽（Tag）：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；閱讀器（Reader）：讀?。ㄓ袝r還可以寫入）標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；天線（Antenna）：在標簽和讀取器間傳。

（2）RFID系統分類和工作原理：

射頻技術依采用頻率不同可分為低頻系統和高頻系統兩大類；根據電子標簽內是否裝有電池供電，又可分為有源和無源兩大類；從電子標簽內保存數據的方式可將其分為集成電路固化式、現場有線改寫式和現場無線改寫式3大類；根據讀寫電子標簽數據的技術實現手段，又可將其分為廣播發射式、倍頻式和反射調制式3大類。

圖1

集成固化式電子標簽內的數據信息一般在集成電路生產時就 將信息以ROM工藝模式固化，其保存的信息是不變的；現場有線改寫式電子標簽一般將電子標簽保存的信息寫入其內部的E2PROM存貯區中，改寫時需要專用的編程器或寫入器，改寫過程中必須為其供電；現場無線改寫式電子標簽具有特定的改寫指令，一般也可由閱讀器直接完成，電子標簽內保存的信息也位于其E2PROM中的存貯區，一般可改寫100萬次以上。

廣播發射式射頻識別系統實現方法較簡單。電子標簽必須采用有源方式工作，實時將其存儲的數據信息不問斷地向外廣播，閱讀器僅作為接收機使用。這種系統的缺點是由于電子標簽必須不停地發射信息，耗電大，對周邊環境造成電磁污染，降低了系統的安全保密性。倍頻式射頻識別系統實現起來難度較大。一般情況下，由閱讀器發出查詢信號，電子標簽返回的信號載頻為閱讀器發出射頻的倍頻。這種工作模式對閱讀器接收處理回應信號提供了便利，但是，對無源電子標簽來說，電子標簽將收到的閱讀器發來的射頻能量轉換為倍頻回應載頻時，能量轉換效率較低，電子標簽成本上升，系統工作需占用兩個工作頻點。

3 射頻識別技術（RFID）在側堆側取上的實施方案

側堆側取使用環境惡劣，故障率高，為了減少維護，選擇了無源電子標簽。如圖1。

側堆側取都在平行軌道上行走，由于取料時刮板角度及取料量的不同，取料機在水平方向出現4CM的側移變量，所以考慮選用70MM的讀取距離，方向固定，行走速度為20m/min?？紤]設計成本選用低頻系統，讀寫頭型號為V600-HS67。

側堆側取在8個堆內分別堆料、取料，考慮料場左右邊，選用9個無源標簽V600-D23P1，由于標簽安裝在鐵質支架上，故在標簽與支架之間裝有絕緣隔墊。

側堆側取控制系統采用AB公司compactlogix PLC控制，由于PLC的通訊接口有其他用途，所以讀寫頭選用可轉換為有線源轉接線，接到PLC五個輸入點上，通過采集這五個信號進行BCD碼判斷來判別堆位。程序如圖3

結語

射頻識別裝置安裝簡單，當設備移動時，通過檢測不同標簽。讀取不同標簽內容從而得到不同信息，這個技術大大降低設計周期，大大提高自動控制水平?？傊?，這個應用是利用RFID（射頻識別）的識別能力，準確的判斷出堆取料機的實際位置，通過邏輯判斷還能檢測出是否有信號丟失現象。同時增加取料機控制的自動化程度，根據更改標簽的數量就可以對不同堆位設備的控制方面的設計，大大降低設計周期，完成同類設備控制方面的通用化設計。因此這是一項值得推廣的高新控制技術。

[1]胡學林.可編程控制器原理及應用[M].北京：電子工業出版社.

[2]劉華波，何文雪，王雪.西門子S7-300/400PLC編程與應用[M].北京：機械工業出版社.