一種基於rfid技術的冶金鋼水罐監測追蹤系統的製作方法
2023-08-09 16:14:46
專利名稱：一種基於rfid技術的冶金鋼水罐監測追蹤系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及網絡通信和無線監控技術領域，特別涉及一種基於RFID技術的冶金鋼水罐監測追蹤系統及其實現方法。
背景技術：
冶金和鋼鐵行業的信息化進程正在逐步向核心技術發展，僅僅依靠引進和模仿是不會有所作為的，需要對生產工藝和生產過程進行更嚴密的監測和優化以提高效率、降低成本、減小汙染。由於鋼鐵企業在生產和運輸環境中有很多難點，鋼水對溫度對環境和電子設備的要求極高就是其突出的問題，原採用的魚雷罐方式不僅造成熱量的損失，還會提高成本、降低效率。鋼水的注入時，由於環境溫度極高只能遠距離查看鋼水罐的大致型號，人工決定需要注入多少鋼水，隨著鋼水罐使用時間的增加，保溫層和保護層性能不斷下降，操作人員憑經驗再次注入同樣的鋼水可能造成極大地危險，此外不能跟蹤鋼水罐處於什麼狀態和到達什麼位置。射頻識別即RFID (Radio Frequency IDentification)技術，又稱電子標籤、無線射頻識別，是一種通信技術，與接觸式IC卡和條形碼識別等系統比較，它有著巨大的優勢，可通過無線電訊號識別特定目標並讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。可承受更高的溫度、更惡劣的環境。利用射頻識別技術，能有效實現對數量大、分布區域廣的信息進行智能化管理，達到高效快捷運作的目的。如果在鋼鐵企業利用RFID技術，使高爐生產出的鋼水經過必要的工藝流程處理後，通過RFID跟蹤測距，以不更換鋼水包的生產組織模式，直接兌入轉爐冶煉鋼水運輸方式。與目前鋼鐵企業較普遍採用的魚雷罐車鋼水運輸方式相比，此項技術低碳環保優勢明顯，避免人為的操作失誤，提高了勞動生產率。因此，如何利用RFID技術對鋼水罐狀態和位置進行跟蹤監測，提出更簡單可靠的方式，解決現有技術領域存在的問題，已成為本技術領域的研究方向。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種基於RFID技術的冶金鋼水罐監測追蹤系統及其實現方法，以求在高溫、金屬、粉塵等惡劣環境下通過RFID射頻卡數據採集、存儲；實現對鋼水罐狀態和位置進行跟蹤監測，運動過程中自動採集信息、進行跟蹤定位，並MES系統進行處理。本實用新型是通過這樣的技術方案實現的一種基於RFID技術的冶金鋼水罐監測追蹤系統，其特徵在於，硬體主要包括系統中心伺服器、若干個鋼水注水室的PC終端和若干個鋼水受水室的PC終端構成的監測網絡，監測網絡與MES聯通，MES為製造執行系統；每個鋼水注水室的PC終端分別通過交換機、數據線與一個射頻讀卡器連接；每個鋼水受水室的PC終端分別通過交換機、數據線與一個射頻讀卡器連接；[0011]若干個鋼水注水室和鋼水受水室分布在鋼水罐車運行軌道兩側；每一個鋼水注水室和每一個鋼水注水室鋼水受水室旁的位置上，安裝一個射頻讀卡器，每個位置的射頻讀卡器分別與一個鋼水注入室的交換機對應連接；採用嵌入式的方式將射頻卡安裝在鋼水罐側面；射頻讀卡器採用由西門子生產的MOBY-U ;射頻卡採用由西門子生產的MDSU589。本實用新型具有積極的效果藉助RFID無線射頻技術和網絡技術、計算機軟體等技術實現鋼水罐的全程實時跟蹤管理，為注水室、受水室、管理調度中心提供了詳實準確必要信息，達到了注水、受水、運行路線和時間的細粒度管理，提高運行效率、降低成本、降低汙染、降低勞動強度等目的，為企業的精細化管理運營提供支持，具有良好的社會效益和經濟效益。
圖I鋼水罐監測追蹤系統示意圖；圖2鋼水罐外形示意圖；圖3射頻卡安裝位置圖；圖4射頻讀卡器安裝位置圖；圖5軟體流程圖。圖中1.鋼水罐，2.隔熱層，3.射頻卡，4.牆體，5.射頻讀卡器安裝支架，6.射頻讀卡器，7.鋼水罐車運行軌道。
具體實施方式
更清楚的理解本實用新型，結合附圖和實施例詳細描述本實用新型如圖I至圖5所示，基於RFID技術的冶金鋼水罐監測追蹤系統，硬體主要包括系統中心伺服器、若干個鋼水注水室的PC終端和若干個鋼水受水室的PC終端構成的監測網絡，監測網絡與MES聯通，MES為製造執行系統；每個鋼水注水室的PC終端分別通過交換機、數據線與一個射頻讀卡器6連接；每個鋼水受水室的PC終端分別通過交換機、數據線與一個射頻讀卡器6連接；若干個鋼水注水室和鋼水受水室分布在鋼水罐車運行軌道7兩側；每一個鋼水注水室和每一個鋼水注水室鋼水受水室旁的位置上，安裝一個射頻讀卡器6，每個位置的射頻讀卡器6分別與一個鋼水注入室的交換機對應連接；射頻讀卡器6採用西門子MOBY-U ；採用嵌入式的方式將射頻卡3安裝在鋼水罐I側面，射頻卡3採用西門子MDSU589，用於存儲鋼水罐I的時間、位置、容積、溫度、任務索引號參數；當鋼水罐I隨鋼水罐車沿鋼水罐車運行軌道7運行，每到達一個射頻讀卡器6的附近時，相應位置的射頻讀卡器6通過無線的方式遵循標準完成卡內信息的讀取和寫入；當鋼水罐I到達一個鋼水注水室附近的射頻讀卡器6有效讀寫距離0. 15-3範圍內時,此位置的射頻讀卡器6讀出鋼水罐I上射頻卡3內信息，並傳輸給上位PC機，操作人員根據鋼水罐I的容積、使用時間、位置和溫度信息，確定本次需要注入鋼水的精確體積；鋼水罐I沿鋼水罐車運行軌道7運輸過程中，軌道旁的各個射頻讀卡器6讀取鋼水罐I上射頻卡3內信息，判斷和確定鋼水罐I的時間、位置和當前剩餘鋼水體積，並愈本地資料庫寫入此時的溫度，同時將信息傳輸到系統伺服器進行處理；鋼水受水室利用附近射頻讀卡器6提取的信息做相應處理，將結束後通知系統伺服器，系統伺服器根據當前各個鋼水罐I的位置和剩餘鋼水體積信息，由預製程序處理，確定下一次的調度任務；射頻卡3採用MDSU589，符合IS018000-4標準的2. 4G無線射頻傳感器，內部存儲容量為IK字節，可用於存儲時間、位置、容積、溫度、任務索引號等參數。射頻讀卡器6採用M0BY-U，是一種卓越的微波識別系統，讀寫距離為0. 15-3米，可參數化；存儲容為磁電RAM容量32KB ;廣泛的狀態功能和診斷功能預防性診斷。數據採集方法I :射頻讀卡器6與射頻卡3均符合IS018000-4國際標準，鋼水罐I追蹤管理過程中，分布於鋼水罐車運行軌道7兩側的注水室、受水室旁的射頻讀卡器6通過無線的方式遵循標準完成卡內信息的讀取和寫入。2 :系統中的溫度信息由原來企業提供的比色測溫裝置提供；位置信息即射頻讀卡器6所在位置，系統中運行的軟體都含有所有射頻讀卡器編號與位置信息對應的資料庫，根據收到的射頻讀卡器編號解析位置信息；鋼水罐I容積信息與罐體上射頻卡3的TID存儲於軟體數據中，每個射頻卡3的TID為全球唯一編號，以此作為罐體的標示，軟體收到TID信息即可根據資料庫解析罐體信息。安裝位置要求由於鋼水罐I溫度可達600度左右，RFID卡需在此溫度下長期工作，需選擇耐高溫卡並提供保護。鋼水罐車運行軌道7兩側和注水室、受水室旁的環境溫度最高可達180度，需採用具有ATEX許可的耐熱200度的讀卡器，並且符合IP68防護等級。本系統安裝方式首先對鋼水罐I進行整體熱測量確定溫度較低、易於安裝、不易被外界碰觸的安裝部位，在此部位經隔熱處理，將標籤安裝於特製的金屬盒中，表面用鏈條簾保護便於維護並降低金屬物對射頻卡3的影響(參見圖3、圖4)。本系統實現了鋼水罐的全程實時跟蹤管理和智能信息處理、智能決策，針對高溫特殊環境完成了I.異形鋼水罐RFID高溫金屬環境下安裝防護；2.高溫、金屬、粉塵等惡劣環境下RFID射頻卡數據採集、存儲；3.鋼水罐I容積、溫度、時間、位置信息實時採集處理；4.鋼水罐I運行路線和時間的優化和實時智能調度；本系統技術特點RFID與MES系統無縫結合，數據共享；運動過程中自動採集信息、進行跟蹤定位；克服異形鋼水罐高溫金屬環境幹擾，直接安裝於罐體；根據系統動態數據，基於遺傳算法確定鋼水罐的運行路線和時間；克服高溫、金屬、粉塵等惡劣環境對讀卡器的影響，將讀卡器安裝於軌道兩側，實現射頻卡數據關鍵位置採集和位置服務；採用工業級2. 4G射頻卡和特殊設計線性天線，達到100%數據穩定採集；本系統實現了鋼水罐的全程實時跟蹤管理，注水、受水、運行路線和時間的細粒度管理，減低運行過程的熱損耗，降低了原煤和燃油消耗，達到了提高運行效率、降低成本、降低汙染、降低勞動強度等目的，為企業的精細化管理運營提供支持，具有良好的社會效益和經濟效益。根據上述說明，結合本領域技術可實現本實用新型的方案。
權利要求1.基於RFID技術的冶金鋼水罐監測追蹤系統，其特徵在於，硬體主要包括系統中心伺服器、若干個鋼水注水室的PC終端和若干個鋼水受水室的PC終端構成的監測網絡，監測網絡與MES聯通，MES為製造執行系統； 每個鋼水注水室的PC終端分別通過交換機、數據線與一個射頻讀卡器連接；每個鋼水受水室的PC終端分別通過交換機、數據線與一個射頻讀卡器連接；若干個鋼水注水室和鋼水受水室分布在鋼水罐車運行軌道兩側；每一個鋼水注水室和每一個鋼水注水室鋼水受水室旁的位置上，安裝一個射頻讀卡器，每個位置的射頻讀卡器分別與一個鋼水注入室的交換機對應連接；採用嵌入式的方式將射頻卡安裝在鋼水罐側面。
2.如權利要求I所述的基於RFID技術的冶金鋼水罐監測追蹤系統，其特徵在於，射頻讀卡器採用由西門子生產的MOBY-U ;射頻卡採用由西門子生產的MDSU589。
專利摘要本實用新型涉及基於RFID技術的冶金鋼水罐監測追蹤系統及其實現方法，硬體主要包括系統中心伺服器、若干個鋼水注水室的PC終端和若干個鋼水受水室的PC終端構成的監測網絡，監測網絡與MES聯通，當鋼水罐到達一個鋼水注水室附近的射頻讀卡器有效讀寫距離時，射頻讀卡器讀出鋼水罐上射頻卡內信息，並傳輸給上位PC機，藉助無線射頻技術和網絡技術、實現鋼水罐的全程實時跟蹤管理，為注水室、受水室、管理調度中心提供了詳實準確必要信息，實現注水、受水、運行路線和時間的細粒度管理，提高運行效率、降低成本、降低汙染、降低勞動強度，具有良好的社會效益和經濟效益。
文檔編號B22D46/00GK202815877SQ20122032928
公開日2013年3月20日 申請日期2012年7月9日 優先權日2012年7月9日
發明者香亞楠, 李秀雲, 韓洪, 劉哲, 任延深, 萬紹潔 申請人:天津市電視技術研究所