人類使用銅這種材料已有大約1萬年的歷史。銅不僅易于加工，而且還是整個時代的特征。為什么如今對這種金屬需求量如此之大？因為它是一種優(yōu)良的熱導(dǎo)體和電導(dǎo)體，并且延展性好，耐用性高。目前，中國企業(yè)是全球市場的巨大需求源，他們安裝使用了大約全球銅開采量的一半。銅不僅用在車輛和高科技產(chǎn)品中，還用在室內(nèi)，例如銅管是管道系統(tǒng)和加熱設(shè)施 的首選。
生產(chǎn)控制系統(tǒng)要求實時數(shù)據(jù)
為了保持競爭力，企業(yè)需要提升其效率，同時更好地響應(yīng)市場需求的變化。這種從生產(chǎn)導(dǎo)向到服務(wù)和需求導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變還意味著：人、機(jī)器與產(chǎn)品的更好協(xié)調(diào)，以及提供關(guān)于當(dāng)前物料流的更準(zhǔn)確信息。目前，一家主流中國制造商推出了使用生產(chǎn)控制系統(tǒng)的解決方案，利用的是現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)。其中RFID解決方案由圖爾克公司提供，包括超過180個讀寫頭和大約1400個防護(hù)等級高達(dá)IP69K的載碼體。
金屬成形的多層工藝
該公司在其SCADA系統(tǒng)中監(jiān)測機(jī)器和設(shè)備的參數(shù)，例如功率、流量或空氣壓力等。銅管生產(chǎn)的管理則更加困難，因為他們是多個不同工序的共同結(jié)果。但熔鑄之后的工藝仍然是標(biāo)準(zhǔn)的：通過鑄造圓坯以及高達(dá)約950 °C的熱成型，壓機(jī)將坯料轉(zhuǎn)化為銅管。這涉及將金屬筒（芯棒）水平插入加熱金屬，就像通心粉一樣。
為了將銅管塑形為所需直徑，通過冷成型來完成不同的過程。筒式卷繞機(jī)將銅管經(jīng)狹窄的金屬板（即所謂的模具）多次拉出，而銅管內(nèi)部的芯棒則確保內(nèi)徑同樣達(dá)到所需的尺寸。無論是預(yù)拉、內(nèi)螺紋成型、軟化退火還是表面處理，生產(chǎn)過程的不同工序都在各個獨立的機(jī)器中完成。上一工序的產(chǎn)品成為下一個機(jī)器的原材料，而不是單調(diào)的生產(chǎn)線。工人先前由于擔(dān)心而采用手動方式傳輸所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)，例如關(guān)于原材料或過程參數(shù)的信息。這非常費時費力，且?guī)缀醪豢赡苁菍崟r數(shù)據(jù)。
用于安裝在金屬上的堅固外殼RFID載碼體
為了簡化物料管理，系統(tǒng)集成商圖爾克公司直接在機(jī)器附近提供了RFID解決方案。這可用于控制整個生產(chǎn)過程。工程師在此利用了在冷成型階段的生產(chǎn)工序中銅管位于圓形金屬料框上這一事實。
關(guān)于批次的物料信息可以與相關(guān)的料框關(guān)聯(lián)，可以在該料框上輕松固定RFID載碼體。為此，圖爾克使用專為安裝在金屬上的堅固外殼載碼體，該載碼體即使在料框高速旋轉(zhuǎn)時也能保持固定在料框上。特定的料框編號則存儲在載碼體中，并隨后在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中分配給特定的批次。為此，生產(chǎn)管理系統(tǒng)將訪問數(shù)據(jù)庫。
RFID讀寫器、UHF載碼體和MES間的信息
交換Q175 RFID UHF讀寫頭在各工作站附近安裝。它可讀取料框的編號，使用UHF技術(shù)，識別距離遠(yuǎn)，且識別時讀寫頭不需要與載碼體正對。與生產(chǎn)管理系統(tǒng)的連接使得載碼體、讀寫頭以及更高層級的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES) 之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
當(dāng)銅管拉出時，機(jī)器將其從金屬料框展開，并引導(dǎo)其經(jīng)過縮徑模具，然后重新將其高速纏繞在另一料框上。RFID系統(tǒng)確保在傳輸至第二個料框時，銅管的材料數(shù)據(jù)也可被唯一分配。為此，Q175 UHF讀寫頭從RFID載碼體上讀取料框編號，并將其傳輸至生產(chǎn)管理系統(tǒng)。這會將銅管的材料數(shù)據(jù)分配至合適的料框，并同時記錄工序。這樣，RFID在整個物料流中都提供了幫助。
以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)作為獨立的控制器?
讀寫頭與生產(chǎn)管理系統(tǒng)之間的通信通過圖爾克的BL20 I/O系統(tǒng)提供，該系統(tǒng)同時還控制RFID讀寫器的分布式運行。除了不同的連接模塊（例如：用于RFID設(shè)備）外，它還包括BL20-PG-EN-V3可編程多協(xié)議以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。這可作為各個RFID系統(tǒng)的獨立控制器，因為沒有本地PLC，且許多現(xiàn)場設(shè)備需要實時處理。網(wǎng)關(guān)與MES互動，從而顯著降低了現(xiàn)場的接線工作量。憑借強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，該RFID系統(tǒng)可完全獨立運行。
結(jié)論：面向工業(yè)4.0的集成助手
圖爾克的RFID系統(tǒng)為中國銅管制造商不斷增長的數(shù)字化生產(chǎn)業(yè)務(wù)提供支持。該系統(tǒng)可以在生產(chǎn)管理中提供實時的物料追蹤能力，同時還可進(jìn)行質(zhì)量控制，確保明確分配物料，并在過程中及時傳輸數(shù)據(jù)。
