基于RFID定位的废钢分组份自动称量系统的设计与实现
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摘 要：为了自动获取废钢分组份的重量数据，基于RFID定位技术设计开发了废钢分组分自动称量系统，该系统目前在南钢第二炼钢厂废钢配料间调试成功运行，提高了废钢组份及重量的准确性，大大提高了转炉副枪二级的“碳、温”命中率，满足了自动化炼钢对废钢的要求，提高了产品的质量，同时也减轻了废钢配料间操作人员的工作强度，为未来废钢配料间全自动配送废钢打下了基础。
关键词：RFID 自动称量 废钢分组份
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）12（a）-0074-02
废钢分组份的重量采集对转炉副枪二级的“碳、温”命中率有很大的影响，原二炼钢废钢配料间采用的是人工选择料种，并根据地面轨道衡称重数据变化，手动输入重量信息，并传递给转炉二级的方式，因为人工录入的废钢组份及重量不太准确，影响了模型的使用，为了解决这一问题我们决定开发废钢分组分的自动称量系统。
1 设计思路
1.1 如何重新规划废钢组分
经过多次考察废钢配料间卸料工的工作现场，我们发现现有废钢组份划分太多，废钢池划分太密集，导致工人不知如何卸料，干脆就胡乱卸料，导致混料现象严重。我们与转炉车间、品质科、生产科多次讨论，为了方便工人操作，并满足转炉二级的要求，将废钢分为生铁、重废、轻废、渣钢4类，重新规划了废钢池，重新规划好的废钢池如图1所示。
1.2 如何定位废钢池
要想自动区分废钢组份，必须要对废钢池进行二维定位，我们比较了目前常用的几种定位方式（如表1所示）。
经过咨询实施方、查阅相关资料并对标其他钢厂，我们最终决定采用RFID技术。RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）定位技术是利用无线电波或微波进行非接触的单向或双向通信，达到数据采集和数据交换目的的自动识别定位技术。此项技术已经发展十余年，技术成熟，稳定性好，性价比高。
重新定位后的废钢池如图2所示。
2 系统设计
通过在废钢区安装定位标识，将废钢区划分为5个固定堆放区域（备料轻废、重废、生铁、渣钢、轻废），在天车上安装定位识别可以实现跟踪天车的具体位置。在天车上安装电子秤可以识别天车吊起放下的动作，实现天车吊起、放下的定性判断，结合无线传输将天车的位置信息（x轴与y轴定位物料品种与过跨车轨道位置）、重量信息（识别天车操作）传输到推理计算机，推理计算机采集过跨车的废钢重量及天车信息自动计算废钢斗里加入了多少种类型的物料、每种物料的重量是多少。过跨车将已经称量好的废钢运送到加料跨，废钢天车通过加料跨的定位系统自动识别过跨车上的废钢，通过废钢天车自动跟踪加入转炉的废钢从而实现废钢物料的自动统计。
在废钢斗上加装耐高温标签，在过跨车途径的地方安装包号识别器读取废钢斗号，通过无线传送给采集计算机，结合天车推理技术实现废钢斗号的跟踪。
3 软件设计
3.1 程序设计工具
系统采用微软WPF用户界面框架+后台三层架构进行开发。WPF是微软.net框架中的重要组成部分，完全超越了传统的GDI的界面设计，可以充分利用新一代显卡的硬件能力和对Direct的调用，在基本不用编写任何代码的情况下生成炫目的2D、3D以及动画效果。
三层架构在软件体系架构设计中，最常见，也是最重要的一种结构。从下至上分别为数据访问层、业务逻辑层、表示层。
（1）数据访问层：数据访问层主要实现对数据库中数据的读取保存操作。
（2）业务逻辑层：主要处理系统需求中的业务逻辑，编写软件主要功能实现，采集数据接收处理，天车数据推理，过跨车重量推理都由业务逻辑层实现。
（3）表示层：主要功能是显示数据和接受WPF界面的数据，实现界面与后台交互。
三层架构主要对数据的传输，处理与存储提供便利条件。应用程序各部分之间职责清晰划分，降低系统的层级依赖，利于各层逻辑复用，提高开发效率，降低运维风险。达到高内聚低耦合的目的。开发好的系统画面以1#轨道为例如图5所示。
3.2 程序设计接口
废钢分组分系统通过综合二级获取废钢加料计划，并将转炉需要的分组分的称量信息通过综合二级传递给转炉二级，接口方式实现无缝集成、信息互联互通、资源共享，且提供开放、透明的接口，实现各系统之间信息的传送和流转。
4 结语
（1）废钢分组分称量系统已经在该厂废钢配料间稳定运行4个月，减少了废钢配料间工人的劳动强度。（2）为转炉副枪模型提供了准确的分组分的废钢配比，转炉终点双命中率由82.3%提高到89.7%。
参考文献
[1] 杜衛华，张婕，李金文，等.基于射频卡定位技术的炼钢厂天车物流从站设计与实现[J].制造业自动化，2010，32（2）：140-143.
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