物联网RFID技术在中国钢铁企业中的应用

 1.行业背景

近年来，冶金和钢铁行业的信息化进程正在逐步向核心技术发展，仅仅依靠引进和模仿是不会有所作为的，只有不断地自主创新才是钢铁企业信息化的推动力。两化融合的提出为钢铁企业的智能化和信息化指明了发展道路，那么下一步，中国钢铁企业要想取得稳健、持续的发展，在智能化、信息化的应用方面究竟该将重点放在哪里？首钢集团在这方面作出的探索和创新模式能够给钢铁行业带来一点启迪。

首钢自动化研究所主任郭雨春曾表示，在企业探索自主创新发展模式的道路上，企业需要拥有审时度势和敢于应用新技术的敏感度。“在后ERP时代，基本的流程都已确定，那么流程管理和生产过程工艺的优化该如何进行？物联网就可以有效地解决这方面的问题。”在生产过程中，首钢采用了“一包到底”工艺，每年节省原煤2万多吨，物联网在其中的应用已经初具雏形。

众所周知，自2001年以来，我国大型钢铁联合集团型企业都先后进行了全面信息化选型或建设，内容覆盖硬件网络平台建设、企业资源计划（ERP）、制造执行系统（MES）、企业质量系统、基础自动化和过程自动化改造等。企业通过实施信息化构筑了较为完整的企业管理信息化平台，建立了企业可持续发展的系统应用架构。

然而，由于我国国情的使然，结合钢铁行业情况和企业实际情况，在信息化建设中遇到了种种阻力和困难，实施效果并不如预期的那样理想。这些主要表现在管理层软件和企业基础物流信息采集脱节、致使企业信息化过程中无法建立集成统一的信息化应用平台，只有部分模块在局部得到了切实的应用。随着近年来RFID技术及其市场的蓬勃发展，如首钢一样，越来越多的钢铁企业加快了RFID自动化、智能化建设的应用步伐。

深圳市铨顺宏科技有限公司紧跟行业市场发展的需求变化，始终坚持以”设备+解决方案+服务“为一体的商业模式，以自动识别技术为核心，以物联网整体应用解决方案为导向，以技术服务应用，技术与应用有效融合，创造和实现应用价值为宗旨，为物联网行业领域提供成熟、稳定、专业、细致的整套方案和增值服务。同时，依托品牌及技术的优势，结合丰富的物联网行业技术服务经验，在智慧仓储物流、档案信息化、智慧新零售、智能制造、智慧洗涤、资产管理等行业细分领域，从产品选型，到方案设计和系统平台支持，为用户提供易于操作且稳定性高，具差异化、具创新的综合性技术服务。
ThingMagic--全球知名RFID设备制造商，成立于2000年，总部设在美国波士顿，5名公司创始人全部来自麻省理工学院。作为全球领 先的超高频设备制造商，ThingMagic专注于读写器和嵌入式系统技术的研发和生产。已发布多款高性能、高可靠性、高品质的超高频读写器和模组，应用于全球各个行业多个领域。

2.物联网技术

那么RFID在钢铁企业的管理、生产、仓储、运输等过程中到底有哪些方面的应用呢？结合首钢对物联网应用的经验和进一步取向的探讨，可以预见，物联网将在以下几个方面大显身手：

2.1进行生产自动化控制

在钢铁厂的生产过程中，对生产机车或设备的自动定位控制是很重要的。在以往的控制方案中采用的各种技术存在受环境和物体表面影响大或读取数据的距离有限或造价和运行费用高等缺陷。而RFID技术对环境适应能力强，可抵御灰尘、油污、振动或遮挡物的等的干扰，实现全天候工作。并且电子标签内可存储的数据多，数据读取距离远，数据读取精确度高。这些技术特点使得RFID技术可以很好地应用在生产过程自动控制中，真正实现智能化工厂的目标。

例如：在某钢厂的焦化三大机车自动控制系统中，将写有炉号信息的电子标签安装在推焦车、拦焦车、加煤车的轨道的关键位置上，当装有阅读器的推焦车、拦焦车、加煤车经过这些标签时可以读取到标签内的数据并将其上传至主控计算机中。主控计算机根据这些数据再来精确控制机车的运行状态。该系统自实行以来大大提高了焦化生产的自动化程度，避免了人为的操作失误，提高了劳动生产率。

2.2产品整线生产信息管理

在某些产品(如大方坯与圆钢筋)的表面放置电子标签，可读取产品在生产流水线上通过每一道工序的信息和数据，并将该信息转化成计算机能识别的数据格式后提供给监控平台，以实现生产线上的产品自动跟踪管理。RFID系统在整个工作过程中可做到基本不需要人工参与，系统自动化程度高，电子标签可反复读写100，000次以上，因此能节省大虽人力和物力。

2.3物料跟踪和生产过程跟踪

物料跟踪和生产过程跟踪是以RFID技术为代表的物联网应用点之一。钢铁企业可以通过将RFID应用于原材料采购、库存、销售等领域，从而不断完善和优化供应链管理体系，既可提高供应链效率，又可有效地为企业降低成本，提升市场竞争优势。

由于钢铁企业在生产和运输过程中都有很多难点，铁水的高温对环境和电子设备的要求极高就是其中比较突出的问题，不仅容易造成热量的损失，还会提高成本，降低效率。基于钢铁行业对RFID技术的特殊要求，首钢就成功地利用RFID技术实现了对铁水包的跟踪，即“一包到底”工艺。该工艺是将高炉生产出来的铁水，经过必要工艺流程处理后，通过RFID跟踪测距，以不更换铁水包的生产组织模式，直接兑入转炉冶炼的铁水运输方式。与目前钢铁企业较普遍采用的鱼雷罐车铁水运输方式相比，此项技术低碳环保优势明显，是物联网在钢铁企业生流程控制方面的初步应用。

3.设备状态监测

钢铁业属于设备密集型的行业，每一个设备的关键参数都需要采集到，只有预先掌握设备的状态才能保证生产流程的顺利进行。因此，要实现钢铁企业的生产流程和过程优化，可以通过RFID系统来掌握设备的运行状态。

例如通过分析监控设备的状态可以找到导致产品质量缺陷产生的原因。因此，利用RFID技术对生产过程中所收集的精准数据可以帮助提高产品的性能，进行有效的产品质量监控。

3.1环境监测

RFID技术可以应用于钢铁企业生产过程中所产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控（如对不安全气体泄露的监测等），通过RFID技术，不仅可以远程关闭运行中的设备，还能防止突发性事故的发生。

3.2能源系统的监测

运用RFID技术可以对水、电、气等能源进行有效的分配和调度，提高效率，降低能耗和成本。由于钢铁企业是属于一个高能耗的产业，在生产过程中都将使用大量的能源。利用RFID技术组建先进的能源管理中心系统（简称EMS）是一个基于自动化和信息化技术于一体的管控一体化系统，借助于软件技术实现能源生产、输配和消耗信息的动态监控和管理，改进和优化能源平衡，实现节能降耗和提高环境质量。

3.3矿山的安全监控

通过RFID进行实时跟踪，矿山设备、人员、环境的状态可以实时地反映到系统中来，提前预知安全隐患，提高在矿山开采中的安全管理措施，同时也能提高矿山资源的合理开采，有效防止乱开乱挖，保障矿山资源的利用率。

除上述之外，和RFID在其他领域的应用一样，钢铁行业的RFID应用也将涵盖钢铁企业的人员管理、RFID门禁管理、工厂物料的跟踪、仓储物流、智能称重等方面。首钢自2009年以来已经陆续在这些领域相继展开了应用，并取得了极大的成功，充分显示了以RFID为技术的物联网正日益受到包括钢铁行业在内的各行各业的“新宠”，为制造业迎来新一轮的发展提供良好的智能化技术平台，实现国家的科学发展观号召。

4.硬件产品

4.1RFID读写器

FU-Astra-M9 是一款以ThingMagic优异的M6e-Micro模组为核心集成的Linux 操作系统的RFID一体化读写器，采用ABS外壳，内置9dbi圆极化天线，提供IP67防护等级的电源接口和 WIFI 或 TCP/IP 或串口通讯，并支持可再外接1路天线，安装简单便捷，适应全天候高低温恶劣工作环境。

广泛适用于智慧仓储物流、智能制造、智慧新零售、智慧医疗等行业细分领域。

 4.2RFID手持机

W9900A-X 是一款集 1D 或 2D 条形码扫描、4G 全网通、GPRS 、WIFI、BLUETOOTH 、RFID 功能于一体的安卓操作系统的便携式工业级RFID智能数据采集设备。采用 5.0 寸 IPS 屏, 分辨率720*1280, 高清全视角，阳光下可见，并搭配高性能大猩猩三代二次强化玻璃，支持多点电容触摸屏。

用户可根据实际需求选择不同功能模块，实现对一维码、二维码、RFID 数据的采集，并通过 USB、GPRS、4G、WIFI、蓝牙等多种有线无线通信方式，实现采集数据的快速有效传输。广泛应用于珠宝门店、服装管理、工业制造、物流仓库管理、 资产管理、巡检等

4.3 RFID门禁

FU-TD04 超高频RFID门禁系统支持EPC C1 G2（ISO18000-6C）协议，支持服务器模式实现多通道控制功能，内部集成高增益天线组、基于ThingMagic的高速读写器及控制模组，拥有高速读取标签性能和良好的读写区域控制能力，提供标准RS232或RJ45接口，方便连接软件平台。产品特别适用于各类物流仓储、图书档案、人员考勤管理等细分领域的应用。

产品优势

1.支持服务器模式实现多通道控制功能 

2.多标签读取能力强，红外触发模式下漏读率低于 1% 

3.天线特别设计，实现水平面窄波束设计，门禁覆盖区域准确，无盲点 

4.内置报警灯和蜂鸣器，报警灵敏，安全可靠 

5.RFID 安全门摆放距离更加宽阔，最远可达 2.2m 

6.可选红外运动方向判断;可选 LED 显示器，显示标签数量