RFID南非丰田自动化生产线成功应用

丰田南非Burnaston公司是一家拥有超过3000名工人和年产量达220‘000辆的汽车装配厂。此厂生产丰田公司的Corolla和Avensis系列轿车并销往全世界。Burnaston公司设备科最近在其生产线中添加了EMS公司的RFID设备。丰田公司对RFID技术并不陌生，而且已经在涂装生产线上使用了AB公司生产的旧式有源RFID设备超过10年的历史。但陈旧的设备已经不能适应新的生产流程，也超过了AB公司技术维护能力。因此，需要寻找新的系统来替代就设备，实现新功能。

过去11年里，丰田公司在其生产线中使用了AB公司的RFID Tag，读写器（AB公司已经停止其RFID产品的生产）。其中的Tag容量仅40字节，最高存储温度只有140° F，而新建的涂装车间的最高温度将达到200° C。而且更重要的是，AB公司的有源Tag的可写寿命为5000次，老旧有源Tag的寿命已经快到达极限状态。AB公司已经决定了从2003年开始停止其RFID系统的生产和技术支持。于是丰田公司希望使用更加便宜，技术更先进的产品来替代这套RFID系统。

怀着以上念头，丰田公司在市场上寻找着另一种RFID系统来取代并升级自己的ID识别系统。并且最好能提供广泛的接口以连接到丰田公司原有的PLC系统中。在丰田公司预定升级后，系统将使用一个独立的PLC系统来控制传送过程。在该系统中将使用老的AB PLC 5/25 和新PLC 5/40协同工作。需要考虑的还有接口问题，其中的PLC5/25上面提供的接口中没有串行接口，而PLC 5/40 确拥有串口。

选择合适的RFID产品，还需要考虑的是维护和防护，Tag的使用环境包括涂装车间和装配车间，环境中有大量灰尘，油脂和各种带腐蚀性的废弃物。因此，抗腐蚀性、耐久性和耐高温成为现场工程师不得不考虑的地方。在这些地方，象标签类RFID Tag（有人说只有硬币大小）是不能长时间使用的。

在预期设计中，涂装车间的RFID Tag在涂装车间必须在200° C下至少烘烤20分钟。AB公司原来的那些Tag，仅能在常温的60° C下才能正常工作。
最后，丰田公司要求RFID系统必须无缝的接入生产进程中。而且车间内生产的两款新车型（花冠和Avensis）正处于热销中，生产线不能停。这样就导致了改装过程只能采用分步替换的方式一点一点的改造。如果  采取停线全部改造的方法，将会产生非常严重的经济损失，也可能因为停线造成数据的不连续而影响生产。

南非系统集成商Datascan公司帮助丰田公司制定合理的系统改造方案。刚开始的时候，丰田公司看中了Baumer公司的有源高频Tag。但是Baumer公司的产品与整个系统之间的连接存在问题，Baumer的硬件接口需要DH＋级别的PLC，和另一台新的AB PLC 5/40。这些条件限制了Baumer公司产品的本次应用。
EMS公司已经与丰田公司有过多年的合作，法国和南非的丰田公司已经在他们的汽车引擎/零部件生产线和涂装车间使用了EMS公司的RFID设备。拥有多年合作历史的EMS公司的系统可以提供直接连接到上面所提到的两个PLC上的接口，而且EMS公司解决方案的报价仅为Baumer公司的60％，因此EMS公司的RFID系统成了丰田公司的必然选择。

为了顺利的将AB的RFID系统无缝的替换为EMS公司的产品，项目组（包括Datascan公司、丰田公司和EMS公司）决定使用分步替换法替换所有的天线和Tag。具体措施是首先，在每一个站点同时使用AB和EMS公司的RFID设备。在EMS公司的Tag上面写入原来AB公司有源Tag上面同样信息。两套系统独立运行能保证Tag信息的正确性，也允许单个站点的独立通讯。而且还保证了数据的准确型和安全性，如果需要的话，不需要任何改动就可以切换到另外一套系统而不影响生产。

此次项目，丰田公司选用的是EMS公司的LRP250HT抗高温Tag。LRP250HT Tag存储空间为48个字节，可读写次数为100,000次。此Tag可承受的最高温度为200° C，正好满足此次要求。

另外需要考虑的因素是输送小车上面的Tag的安装，小车为金属制品，而金属会影响RFID产品的读写性能。最后，我们使用了EMS公司和GM公司技术生产的陶瓷垫片和自己加工的金属支架以使Tag远离小车上的金属，圆满的解决了这个问题。

读写器方面此次使用 LRP820-04读写控制器，该读写器使用了专为传输带和金属环境设计的天线。152mm的读写距离完全满足此次的需要。

安装天线也是需要考虑的事情。运输小车下面的空间太小，根本不能用于安装天线。而且如果安装不合理，有重型小车通过的话，可能会撞坏天线或Tag安装支架。经过几个小时的研究，决定将天线安装到距离金属板面2到3英寸的高度并倾斜一定角度安装，以减小金属物品对RFID的影响。

丰田公司总共使用了39个LRP820-04读写控制器和超过20个CM52网络接口模块。CM52网络接口模块用于连接EMS读写控制器和AB的PLC 5/25 和 5/40。
最后，丰田公司还采购了EMS公司提供的手持读写器LPR7400用于维护生产线。工人可以使用LRP7400向运输小车上面安装的Tag写入数据，以记录产品的型号/颜色/装配信息等等。而且如果生产过程中出现写入错误或漏写等情况时，可以手动写入以保证生产的连续性。