强腐蚀性的电镀淋浴——西门子用于产品跟踪的RFID系统面临挑战

在塑料零件的电镀工艺中，RFID系统优化了运行序列，并使其更为自动化。新设备的操作工人可减少手动输入时出现的错误，使生产过程较过去相比更为高效和透明。

为了将来能够提高生产力并提供高质、独立传输的服务，Kunststofftechnik Bernt发明并组建了大量完整的电镀设备。德国Metzka GmbH of Schwanstetten公司利用了最先进的过程和自动化技术设计并应用了电镀设备。西门子公司作为一个家族产业活跃在电镀产业30多年，担负起咨询的任务。

过程透明效率剧增

操作者期望比过去能够更好地管理库存和原料以及成品零件。当电镀塑料零件时，即使有最优化的自动化过程控制，也会不可避免地有相当一部分零件出现水泡、毛孔、暗沉斑点和类似的污点，这就是为什么电镀零件需要彻底的检查。无论是成品零件还是未成品零件，其检查结果都需要记录下来，并且其库存信息要在仓库计算机上不断更新；并且需要采取更有效的干涉或对策——从而最大限度地减少废料。

“如果不增加内部物流的自动化程度，一切将是不可能的，这就是为什么我们一开始就有兴趣去使用一个全面的网络，以及利用RFID技术自动跟踪产品——从而进一步减少人工输入。”

Kunststofftechnik Bernt总经理Ing. Carsten Brockmann博士说道。今后，来自Bernt总部的生产订单就能进入新电镀厂的ERP（企业资源规划）系统中，并将高度地自动化应用。通过这样做，生产计划部门就能准确且实时地了解到产品零件的具体信息。最终检验和CAQ系统之间的直接联系将使产品零件的库存保持最新状态，并确保由于废料产生物品短缺后能自动生成后续订单。

混合双打性能

选择西门子公司提供的SIMATIC RF600识别系统的目的就是为了在装载站能识别产品挂具。物流中一直在使用的UHF（超高频）系统现在也越来越多地应用于生产。铜制挂具配备了SIMATIC RF630T的RFID标签（螺栓式标签），可直接拧入金属，并成功应用于汽车行业，例如在发动机装置上同样只提供标签的ID。

在第一阶段，三个圆形的SIMATIC RF660A天线已经安装在每个装载站上。一个SIMATIC RF630R可以操作至多两个天线的读/写设备；例如计划扩建六个装载站，只需配置一个额外的读卡器。通过安装在装卸区后方的ASM456的PROFIBUS接口模块，实现系统控制器——故障自动监测的SIMATIC S7 - 300（CPU是S7-319F PN / DP）在实际电镀过程中没有额外的读/写点；通过各种化学淋浴和冲洗槽冲洗，路线存储在控制器中，所有数据的读取工作通过RFID标签来完成（如图）。

在这一点上，许多的产品输送架是为每个产品专门定制的，必须要以某种形式标记出来。在过去，是利用焊接铭牌来完成，然而，不久之后铭牌将会在活性的电镀淋浴中溶解或分散。因此，集成不可触摸的、可读的数据储存于在强制性保护输送架的PVC保护层中的想法迎刃而出。唯一的障碍是：PVC保护层在160℃左右时应用，会严重地限制RFID的应用。因此选择合适的RFID标签能承受高达180℃的温度以及足够小得可以融入到产品输送架中，西门子设计了MOBYD系列中的按钮大小的、可移动MDS D160 数据存储卡。对于这一点，Kunststofftechnik Bernt设计了小型塑料胶囊，连同数据媒介一起，装在输送架的“眼睛”里，并与金属部件保持必要距离。只有独特的标记号码存储在RFID标签里，这个标签能准确无误地识别500个产品输送架中每一个产品。

当它们经过时，通过产品输送架和当前大约100个产品挂具中的一个的连接，生产追踪得以实现。对于没有悬挂的产品、准备进入库存用于订货的产品挂具，更倾向于通过SIMATIC RF310M（集成于当地无线网络的手持式RFID终端）来灵活读取。SIMATIC TP 177 Touch Panel安装于配置区，陈列了订单的挂具和输送架，并允许它们的数量调整。当配置新的产品输送架时，操作者选择挂具的数量；当RFID标签在各自的输送架上时，把手持读写器（最大距离大约60mm）靠近标签。读写器检测操作者知道输送架的号码，同时输送架和产品挂具连起来。借助挂具和架的信息，电镀控制者可以准确地掌握过程步骤：产品必须具有的参数—电流、次数及温度等。

附加利益：控制服务寿命

在产品输送架中，RFID标签用来自动获得过程运行的数据，以此获得一致的、优化的服务寿命。PVC保护层过期后变得易于渗透，要使电镀质量不受影响，必须时时更新，所以服务寿命有限。此时，如果某一输送架已收到分配好的运行数量，现在操作者可自动接收一条信息，并计划相应维修。操作人员可除去输送架表层的金属 ，为维护零件接收器的精确性，除去金属在每一个电镀过程中都是必须的。为这一或其他功能，另一个SIMATIC TP 177安装在负载站区。

处于领先地位的过程处理

Metzka裁剪可视系统SPSMan（IWAC）以满足操作人员的需要，实现了运行过程可视化。它将所用透明电车、产品挂具和电镀淋浴的当前位置和状态描述显示在生产和领班办公室里的屏幕上。 进一步说，西门子的可视系统SIMATIC WinCC通过PROFINET直接从中央系统控制器中获得数据。基于此，工厂构造器完成温度和整流器的电流或电压特点的趋势分析。

有效的RFID工程

当涉及到RFID读写器的更新和移动时，车间规划时考虑到了RFID工程的及时性，Metzka选用了the SIMATIC RFManager 2008——西门子数据和设备管理软件。

软件促成了：快速、简单的创新和RFID应用的试运行；平稳地操作读写设备（RF300 and RF600）；预处理RFID 数据并将其推入到更高层的EPR系统；RFID 数据和来自SIMATIC S7 controllers的自动数据的连接。

华丽的结果

“从试运行到全面现场应用的过渡过程毫无瑕疵，特别是自动化操作技术可以进行得十分顺利。”来自Metzka的技术管理公司的Peter Keila说道，“曾在电镀区工作的员工很快就掌握了新的流程，所期待的优点也在日常操作中体现出来了。”同样，常务董事Dr.-Ing. Carsten Brockmann赞扬了西门子的RFID技术的极大市场潜力，预测这会使得公司在其他地方更加透明和高效。