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　　197数字化用户 2019 年第 9 期 Digitization user 信息系统基于RFID、PLC、伺服的智能电动拧紧系统 洪寿滨（116033 大连德欣机电技术工程有限公司 辽宁 大连） 【摘 要】中国的汽车产业经过几十年的发展，已步入一个上高速发展阶段。大大小小的合资厂、民营厂通过引进技术、自主研发、技术工艺水平得以不断提高。与此同时，由于竞争的激烈，汽车制造商和零部件供应商面临的压力越来越大。一方面，需要不断降低成本，另一方面，还要保证自己的成品符合该行业尤为严格的质量标准。近年来，汽车制造商在生产物流管理系统上花了他们大量的费用，目的是实现透明与灵活的生...

　　197数字化用户 2019 年第 9 期 Digitization user 信息系统基于RFID、PLC、伺服的智能电动拧紧系统 洪寿滨（116033 大连德欣机电技术工程有限公司 辽宁 大连） 【摘 要】中国的汽车产业经过几十年的发展，已步入一个上高速发展阶段。大大小小的合资厂、民营厂通过引进技术、自主研发、技术工艺水平得以不断提高。与此同时，由于竞争的激烈，汽车制造商和零部件供应商面临的压力越来越大。一方面，需要不断降低成本，另一方面，还要保证自己的成品符合该行业尤为严格的质量标准。近年来，汽车制造商在生产物流管理系统上花了他们大量的费用，目的是实现透明与灵活的生产物流，提高生产效率。RFID技术在物料与产品跟踪上的作用现对汽车生产物流产生极大影响。通过部署RFID、PLC、电动拧紧机、WINCC监控及伺服系统，可实现生产物流过程的信息可视化理。【关键词】RFID；PLC；伺服；电动拧紧机；WINCC监控系统随着经济地发展，人均汽车拥有量越来越多，汽车厂家也在增速的发展。汽车制造商为提高生产效率，越来越多的采用柔性化生产线。即一条线上生产多种车型。这种情况下，需要根据生产计划的安排把生产信息写入到RFID标签中。在相应的工序将相关的生产信息读取出来，根据事先设定的安排进行生产操作。在一条生产线上生产多种车型，如何来对它进行不同车型的识别、颜色控制、物料分配，这些过程全部都是依靠RFID来进行控制，通过对安装在滑撬上的标签的读/写操作，所有信息均通过PLC上传给车间生产过程监控系统进行进一步的处理和运算，从而实现对整个车间工件物流的跟踪和生产过程控制。1 智能拧紧控制系统1.1智能拧紧系统智能拧紧系统能适用于汽车行业、包装行业等多种场合的拧紧要求，该系统具有以下特点:1.1.1由于在生产线上会同时出现不能型号的汽车零部件同时生产，这样就会出现拧紧参数不一致，所以必须区分不同的车型，根据不同的车型选择不同的拧紧参数。1.1.2在拧紧控制中，智能拧紧系统可以实现扭矩控制、角度控制、角度及转角控制、屈服控制。1.1.3对于不同的车型，螺栓和螺母的位置往往没有规律，所以这就需要拧紧系统会根据不同的车型自动变到不同的位置。1.1.4 PLC在此过程中和RFID、伺服、WINCC、拧紧系统、监控系统通讯，起总体协调的作用。1.1.5当出现报警的情况(如设备没有气源、传感器失灵等)时，系统在监控画面上直接报警，并且会提示处理方法。1.1.6智能拧紧机电气控制柜，其有远程和就地控制的功能和数据通讯接口，能与控制信号或控制软件相连，能对拧紧的相关数据进行实时传送，以便显示和监控以及报表打印等功能。图1.4.1 系统原理图1.2 课题研究的对象此次设计研究的对象是一套智能拧紧装置系统。此智能拧紧装置系统必须满足全自动识别工件品种，全自动变位，全自动拧紧，全自动采集存储数据等功能。1.3 智能拧紧系统控制方式本智能拧紧控制系统采用西门子300PLC，西门子RFID，西门子伺服，博士拧系统，和WINCC监控系统，PLC通过RFID来确定工件的型号，然后控制伺服变位系统、电磁阀等执行机构动作到指定机型的位置，然后控制拧紧系统拧紧工件，拧紧完成后PLC后收到想要的数据，然后通过监控系统把数据及各执行元件状态显示出来。1.4 智能拧紧系统的构成及工作原理1.4.1 系统的构成如图1.4.1所示，整个系统由上位机、RFID、传感器、PLC、伺服、阀岛、电动拧紧机构成。1.4.2 工作原理当输送线把工件输送到此工位时，由PLC控制RFID，从RFID得知此工件是什么机型，以下假如是机型1，此时PLC控制伺服电机开始自动变到位置1，选择好对应的拧紧程序1，然后让抬起气缸抬起，升降气缸下降，拧紧轴开始全自动拧紧，拧紧完成后拧紧系统会把拧紧结果发给PLC,同时PLC控制升降缸上升，抬起缸下降，挡料缸放料，PLC把数据发给监控系统并写入RFID的标签中，由监控系统显示并存储。2 PLC控制系统起动之后，检测是自动运行模式还是手动运行模式。如果是手动运行模式则进行手动操作，人们根据自己的需要操作相应的按钮，系统根据按钮执行相应操作。如果是自动运行模式，则系统根据程序及相关的输入信号执行相应的操作。手动模式主要是解决系统出错或器件出问题。在自动运行模式中，工件到位后系统会进行判断执行相应的自动程序。没接到工件到位信号就保持现有的运行状态。3 WINCC组态WINCC组态软件的整体结构WINCC组态环境是生成用户应用系统的工作环境，其存放于WINCC目录的Program子目录中。用户在WINCC组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组态结果数据库，其与WINCC运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程” 。4 结束语目前在国内外智能拧紧控制系统的研究设计中，对于能适应不同的工业环境，结合现代控制技术、网络和通讯技术同时兼顾系统的电磁兼容性(EMC)的智能拧紧控制的研究还有待提高。因此，有待于进一步研究改善智能拧紧系统的性能，使其能被广泛用于工业生产实践中。参考文献：[1]王佳斌.RFID技术及应用.北京：清华大学出版社，2013[2]高建良.物联网RFID原理与技术.北京：电子工业出版社，2013[3]单成赣.射频识别（RFID）原理与应用.北京：电子工业出版社，2015万方数据

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