袁亞蘭

摘? 要：為了自動(dòng)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(kāi)發(fā)了廢鋼分組分自動(dòng)稱(chēng)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(jí)的“碳、溫”命中率，滿足了自動(dòng)化煉鋼對(duì)廢鋼的要求，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)也減輕了廢鋼配料間操作人員的工作強(qiáng)度，為未來(lái)廢鋼配料間全自動(dòng)配送廢鋼打下了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：RFID? 自動(dòng)稱(chēng)量? 廢鋼分組份

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.52 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）12（a）-0074-02

廢鋼分組份的重量采集對(duì)轉(zhuǎn)爐副槍二級(jí)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(chēng)重?cái)?shù)據(jù)變化，手動(dòng)輸入重量信息，并傳遞給轉(zhuǎn)爐二級(jí)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(wèn)題我們決定開(kāi)發(fā)廢鋼分組分的自動(dòng)稱(chēng)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(guò)多次考察廢鋼配料間卸料工的工作現(xiàn)場(chǎng)，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(chē)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(jí)的要求，將廢鋼分為生鐵、重廢、輕廢、渣鋼4類(lèi)，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(dòng)區(qū)分廢鋼組份，必須要對(duì)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(guò)咨詢實(shí)施方、查閱相關(guān)資料并對(duì)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(shí)別）定位技術(shù)是利用無(wú)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(dòng)識(shí)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(jià)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(guò)在廢鋼區(qū)安裝定位標(biāo)識(shí)，將廢鋼區(qū)劃分為5個(gè)固定堆放區(qū)域（備料輕廢、重廢、生鐵、渣鋼、輕廢），在天車(chē)上安裝定位識(shí)別可以實(shí)現(xiàn)跟蹤天車(chē)的具體位置。在天車(chē)上安裝電子秤可以識(shí)別天車(chē)吊起放下的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)天車(chē)吊起、放下的定性判斷，結(jié)合無(wú)線傳輸將天車(chē)的位置信息（x軸與y軸定位物料品種與過(guò)跨車(chē)軌道位置）、重量信息（識(shí)別天車(chē)操作）傳輸?shù)酵评碛?jì)算機(jī)，推理計(jì)算機(jī)采集過(guò)跨車(chē)的廢鋼重量及天車(chē)信息自動(dòng)計(jì)算廢鋼斗里加入了多少種類(lèi)型的物料、每種物料的重量是多少。過(guò)跨車(chē)將已經(jīng)稱(chēng)量好的廢鋼運(yùn)送到加料跨，廢鋼天車(chē)通過(guò)加料跨的定位系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別過(guò)跨車(chē)上的廢鋼，通過(guò)廢鋼天車(chē)自動(dòng)跟蹤加入轉(zhuǎn)爐的廢鋼從而實(shí)現(xiàn)廢鋼物料的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。

在廢鋼斗上加裝耐高溫標(biāo)簽，在過(guò)跨車(chē)途徑的地方安裝包號(hào)識(shí)別器讀取廢鋼斗號(hào)，通過(guò)無(wú)線傳送給采集計(jì)算機(jī)，結(jié)合天車(chē)推理技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢鋼斗號(hào)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(tái)三層架構(gòu)進(jìn)行開(kāi)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(duì)Direct的調(diào)用，在基本不用編寫(xiě)任何代碼的情況下生成炫目的2D、3D以及動(dòng)畫(huà)效果。

三層架構(gòu)在軟件體系架構(gòu)設(shè)計(jì)中，最常見(jiàn)，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(wèn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表示層。

（1）數(shù)據(jù)訪問(wèn)層：數(shù)據(jù)訪問(wèn)層主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(xiě)軟件主要功能實(shí)現(xiàn)，采集數(shù)據(jù)接收處理，天車(chē)數(shù)據(jù)推理，過(guò)跨車(chē)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(tái)交互。

三層架構(gòu)主要對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸，處理與存儲(chǔ)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(jí)依賴(lài)，利于各層邏輯復(fù)用，提高開(kāi)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(kāi)發(fā)好的系統(tǒng)畫(huà)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(guò)綜合二級(jí)獲取廢鋼加料計(jì)劃，并將轉(zhuǎn)爐需要的分組分的稱(chēng)量信息通過(guò)綜合二級(jí)傳遞給轉(zhuǎn)爐二級(jí)，接口方式實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成、信息互聯(lián)互通、資源共享，且提供開(kāi)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(yǔ)

（1）廢鋼分組分稱(chēng)量系統(tǒng)已經(jīng)在該廠廢鋼配料間穩(wěn)定運(yùn)行4個(gè)月，減少了廢鋼配料間工人的勞動(dòng)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(chē)物流從站設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2010，32（2）：140-143.