摘要：本文主要講述了射頻識(shí)別技術(shù)的原理，系統(tǒng)構(gòu)成，功能，及在自動(dòng)煉鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別技術(shù);天車;位置檢測(cè) 一.引言 　　煉鋼生產(chǎn)的特點(diǎn)是地域廣、設(shè)備多，環(huán)境惡劣，生產(chǎn)程控性差。所以煉鋼廠自動(dòng)化生產(chǎn)及管理實(shí)現(xiàn)難度較大。但經(jīng)過分析我們不難發(fā)現(xiàn)，煉鋼生產(chǎn)過程的物質(zhì)流動(dòng)過程主要是通過天車實(shí)現(xiàn)的，從生鐵入爐煉鋼、出爐、爐外精煉到連鑄，一直到連鑄坯出廠幾個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是由天車有機(jī)聯(lián)系起來的。所以對(duì)天車的行為進(jìn)行跟蹤和辨識(shí)就能準(zhǔn)確掌握煉鋼生產(chǎn)的節(jié)奏，通過對(duì)物流方向及重量變化的判斷就能為煉鋼自動(dòng)化生產(chǎn)管理提供可靠的手段。為實(shí)現(xiàn)工廠ERP管理 提供理想的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資源。 二.射頻式位置檢測(cè)技術(shù) 　　射頻識(shí)別（即Radio frequency identification,以下簡(jiǎn)稱RFID）技術(shù)是九十年代興起的一項(xiàng)新型自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它的突出優(yōu)點(diǎn)是利用無線射頻方式進(jìn)行非接觸識(shí)別，無需外露電觸點(diǎn)，無源電子標(biāo)簽可按不同的應(yīng)用要求來封裝。系統(tǒng)可同時(shí)識(shí)別多個(gè)靜止的和高速運(yùn)動(dòng)的電子標(biāo)簽。以完成多目標(biāo)識(shí)別。 　　1.射頻識(shí)別原理 　　典型的RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽（Tag）、讀寫器（Read/write Device）以及數(shù)據(jù)交換和管理等系統(tǒng)組成，讀寫器由無線收發(fā)模塊、天線、及接口電路等組成。 　　下圖是RFID系統(tǒng)的原理示意。 [align=center] 射頻識(shí)別系統(tǒng)原理圖[/align] 　　典型的電子標(biāo)簽是無源系統(tǒng),電子標(biāo)簽內(nèi)不含電池，能量是由讀寫器發(fā)出的射頻脈沖提供。電子標(biāo)簽接收射頻脈沖、整流并給電容充電，電容電壓經(jīng)穩(wěn)壓后作為工作電壓為電子標(biāo)簽供電。數(shù)據(jù)調(diào)制部分從接收到的射頻脈沖中解調(diào)出數(shù)據(jù)并送到控制邏輯處理器。控制邏輯處理器接收指令完成存儲(chǔ)，發(fā)送數(shù)據(jù)及其它操作。EEPROM用來存儲(chǔ)電子標(biāo)簽的固定地址和其它用戶數(shù)據(jù)。 　　2.天車位置識(shí)別的實(shí)現(xiàn)方法 　　根據(jù)對(duì)天車監(jiān)控精度的要求，沿天車軌道按一定間隔放置電子標(biāo)簽;在天車上對(duì)應(yīng)位置安裝識(shí)別裝置，所有埋設(shè)的電子標(biāo)簽都存儲(chǔ)有互不重復(fù)的地址編碼， 當(dāng)天車途經(jīng)或到達(dá)所埋設(shè)的電子標(biāo)簽位置時(shí)，車載讀碼器讀出該標(biāo)簽地址編碼，由單片機(jī)將此編碼與在EEPROM中預(yù)儲(chǔ)的編碼檢索匹配即可知道該車所在位置。依據(jù)位置移動(dòng)方向及載重變化通過數(shù)學(xué)模型分析可判斷天車的行為。同時(shí)配備我們自行開發(fā)的數(shù)據(jù)通訊裝置，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行中各車行為的識(shí)別、重量數(shù)據(jù)接收、顯示、并向地面站傳送信號(hào)。 　　利用RFID技術(shù)進(jìn)行天車的全程位置跟蹤是一種全新的技術(shù)。，它的主要優(yōu)點(diǎn)是： 　　1. 成本低廉。便于大面積使用，提高了系統(tǒng)的可靠性 　　2. 電子標(biāo)簽無須裸露，可用耐火材料或陶瓷封裝，耐腐蝕，最高耐溫可超過300C°?？砷L(zhǎng)期工作于高頻強(qiáng)干擾、震動(dòng)、粉塵、油污等各種惡劣環(huán)境。極為適合在煉鋼廠使用。 　　3. 安裝維護(hù)簡(jiǎn)便。標(biāo)簽安裝無嚴(yán)格要求，接收距離最遠(yuǎn)可達(dá)2米。 　　4. 采用絕對(duì)編址，無累計(jì)誤差。使位置識(shí)別準(zhǔn)確無誤。 三.設(shè)計(jì)要求 　　1. 經(jīng)濟(jì)實(shí)用，簡(jiǎn)練可靠。 　　2. 開放式結(jié)構(gòu)，軟硬件配置靈活，管理功能可以組件形式向上升級(jí)。根據(jù)實(shí)際需要和可能，即可只配置成基本系統(tǒng)，完成位置識(shí)別和連鎖保護(hù)功能;又可配置其它組件，構(gòu)成較完善系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)較高層次的管理功能。 　　3. 所有需要辯識(shí)的設(shè)備動(dòng)作都可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模擬，模擬精度取決于埋設(shè)標(biāo)簽的密度。 　　4. 除各類稱重?cái)?shù)據(jù)外，還具有冶煉時(shí)間、開澆時(shí)間、故障時(shí)間以及溫度、壓力、成分等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集功能。 四.系統(tǒng)構(gòu)成 　　系統(tǒng)的整體構(gòu)成示意如下圖 　　每部天車設(shè)分站，完成位置識(shí)別、重量檢測(cè)和地面站無線通訊聯(lián)絡(luò);調(diào)度室設(shè)地面站，負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)管理、行為識(shí)別、數(shù)據(jù)記錄、查詢報(bào)表工作。地面站的計(jì)算機(jī)，通過有線網(wǎng)絡(luò)與廠領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)科室實(shí)現(xiàn)資源共享。 五.功能 　　全程動(dòng)態(tài)檢測(cè)天車位置，實(shí)時(shí)接收天車重量數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確辯識(shí)天車行為。 　　1、系統(tǒng)能以俯視圖和3D動(dòng)畫模擬仿真現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行，示意天車行為。畫面上動(dòng)態(tài)顯示、記錄鋼包皮重、毛重、自動(dòng)計(jì)算凈重，并記錄各爐產(chǎn)量、消耗。 與色譜儀、自動(dòng)打號(hào)機(jī)及終端連接可自動(dòng)生成爐號(hào)、班產(chǎn)及連軋材質(zhì)單。 　　2、 據(jù)用戶要求提供約定格式的班報(bào)，日?qǐng)?bào)，月報(bào)。 　　3、 過廠內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)圖像和數(shù)據(jù)資源共享。使廠領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)管理人員能方便獲得所關(guān)心的數(shù)據(jù)，能實(shí)時(shí)查看生產(chǎn)操作狀況。 六.系統(tǒng)軟件硬件配置 　　每部天車都配有射頻識(shí)別裝置和無線分站。無線分站由智能儀表和無線分模塊組成。智能儀表采用雙CPU結(jié)構(gòu)。其中一個(gè)CPU管理無線通訊模塊，完成和地面站的通訊聯(lián)絡(luò)另一個(gè)CPU實(shí)時(shí)接收射頻識(shí)別裝置的位置信號(hào)和天車稱的重量信號(hào);兩CPU間以行方式相互交換數(shù)據(jù)。 　　在地面站設(shè)無線通訊主站和裝有配套軟件的計(jì)算機(jī)。無線通訊主站也由無線通訊模塊和智能表組成，同樣，智能表也采用雙CPU結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)CPU管理無線通訊模塊，完成無線組網(wǎng)功能;另一個(gè)CPU完成與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。 　　在計(jì)算機(jī)上安裝了用VB6.0編寫的軟件，完成動(dòng)畫顯示、行為辯識(shí)、數(shù)據(jù)處理和記錄、數(shù)據(jù)查詢功能;并將班，日，月數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)到ACCESS，VFP等標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中，以便其它管理人員使用相關(guān)數(shù)據(jù)。 七.結(jié)束語 　　本系統(tǒng)是煉鋼廠ERP管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它的開放性結(jié)構(gòu)和良好的可擴(kuò)充性必將為自動(dòng)化煉鋼提供方便實(shí)用、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的實(shí)現(xiàn)手段。本系統(tǒng)已在石家莊鋼鐵股份有限公司使用近一年的時(shí)間，爐號(hào)識(shí)別率95%以上，取得了良好的效果。 參考文獻(xiàn) 　　[1][美] JOSEPH J.CARR 箸：射頻電路設(shè)計(jì) ：電子工業(yè)出版社 　　[2]徐科軍 信號(hào)處理技術(shù)：武漢理工大學(xué)出版社 　　[3]樊尚春，周浩敏 箸：信號(hào)與測(cè)試技術(shù)：北京航空航天大學(xué)出版社