本文以上汽通用五菱（SGMW）河西基地總裝車間某生產線的新能源汽車導入自主改造為例，介紹新車型導入涉及的整車內飾線轉底盤線的車型識別系統，通過自主設計、集成，應用RFID技術完成車身識別控制系統、滑板定位控制系統，實現車身輸送過程中安全交接。

車型識別技術調研

整車總裝輸送線包括BDC(車體分配中心)、BDC轉內飾升降設備、內飾線滑板輸送線、內飾轉底盤升降設備、底盤吊具輸送線、底盤轉終線升降設備、最終地板鏈輸送線。本文主要研究內飾線轉底盤線的車型識別系統。

1. 現有識別方法

車型識別系統使用激光光電開關，檢測車體有無（車身鈑金是否遮擋激光光電開關的光路，光路被遮擋時表示有車身鈑金，光路未被遮擋時表示無車身鈑金），應用多組光電開關檢測車體的不同部位，最終通過開關的組合狀態粗略確定車型。

2. 現有識別數據的通信及傳遞形式

RFID通過RS232、RS485、MODBUSRTU、MODBUSTCP與第三方軟硬件通信。其中RS232通信數據量小且距離短（15m），RS485通信數據量小且通信信號容易衰減，MODBUS通信格式比較落后。

3. 現有技術存在問題

1）傳統光電開關識別方法的識別結果準確性差。通過光電開關識別車身的部分特征，來初步確定車型，不能準確地判斷具體車型，可能導致車型識別錯誤。

2）傳統光電開關識別方法識別兼容性差。當產線導入新車型時，需要增加光電開關，或調整光電開關，不能兼容更多的車型。

3）傳統的RFID通信形式與SGMW整車產線PLC不兼容，不能快速集成到PLC系統。

4）傳統的RFID通信格式數據量小、通信速率小、可靠性低。傳統的光電開關識別車型信息不完整，不足以滿足現場需求。因此，需要開發研究更適合現場的識別系統。

基于RFID技術的車型識別系統開發

1. 車型識別系統開發目的

我們自主創新將RFID讀寫器（國產讀寫器）集成到羅克韋爾PLC控制系統（進口），通過編程實現RFID讀寫器讀取車體前風窗玻璃上面的RFID標簽（圖1），獲得當前車型的12位VIN壓縮碼和14位VSN碼，識別到具體的車型及配置信息，通過RFID識別的VSN碼控制內飾滑板在液壓臺上的停止位置，最終實現車體準確定位，在吊具上安全準確地交接。

圖1 車型識別光電開關分布圖

2. 車型識別系統硬件集成

應用羅克韋爾PLC與廣州晨控RFID系統創新集成：基于工業以太網EIP協議框架，通過羅克韋爾PLC的通信模塊構建物理通信鏈路，通過RSlogix5000開發軟件平臺配置RFID讀寫器的通信參數，建立RFID讀寫器在PLC中的通信配置模塊，最終通過工業以太網連接PLC與RFID模塊實現數據通信。硬件集成如圖2所示。

硬件配置如下：

1）在PLC底板上增加1756-ENBT通信模塊。

2）在RSlogix5000工程文件上增加1756-ENBT的I/O配置。

3）在I1756-ENBT模塊下面的I/O配置中的EtherNet網絡下添加RFID通信從站。

4）配置RFID通信從站參數，包括設置IP地址、設置硬件版本號、設置網絡類型、設置通信格式、設置輸入輸出數據長度。

圖2 車型識別系統硬件集成

3. 基于PLC控制的車型識別程序開發

在內飾線轉底盤線區域構建車型識別區域，根據車身滑板輸送進度調用PLC識別程序，如圖3所示。

圖3 車型識別區域規劃

具體識別步驟如下：

1）車身進入識別工位（6000mm），進入識別區域（300mm以內），第一次觸發RFID讀取標簽上的車型數據，如果讀取失敗，跳轉到報警子程序。

2）車身繼續輸送，車身還處于識別區內，經過1s后，第二次觸發RFID讀取標簽上的車型數據，如讀取失敗，跳轉到報警子程序。

3）在識別工位內，比較RFID讀取車身數據的結果，如結果一致，將數據存儲到當前識別工位，如結果不一致，跳轉到報警子程序。

4）在識別工位內，車子離開識別區域時，RFID不讀取數據，同時清空原有識別的數據。

5）當車身離開識別工位時，把數據識別工位的數據傳遞給升降機工位，車身完全離開識別工位后，清空當前識別工位數據。

6）如有識別錯誤等報警，系統輸出停線信號，并自動通知維護人員，人工給定車型信息，復位后恢復車身輸送產線運行。

7）如識別無異常，則進入下一個循環。

4. 基于RFID車身碼識別

RFID標簽內存儲分為EPC區、USER區，其中車身信息存儲在EPC區，由于超高頻標簽存儲數據量有限（EPC只能存儲12字節，即存儲12位字符）。標簽在打印之前，通過壓縮技術將17位車身的VIN碼（唯一識別碼）壓縮成12位車身碼。本發明，基于PLC控制開發VIN碼的解壓程序，最終取得完整的17位VIN碼。

5. 基于EIP通信的工業以太網技術應用

當前國內RFID支持的網絡形式：一般的RFID識別系統，主要以RS232、RS485、ModbusRTU、ModbusTCP通信位置，如上通信不能直接與SGMW生產線的羅克韋爾PLC通信，需要經過工業網關轉發數據。

SGMW整車輸送系統的控制器一般采用DevieNet與遠程I/O站點通信，其通信最大速率為500KB/s，不能滿足大數據大流量（模擬量、數據數組）的通信需求，同時容易受到外界電磁波的干擾。本車型識別系統才有基于EtherNetIP協議的工業以太網通信，使國產RFID直接通過軟硬件匹配羅克維爾PLC，減少了網關環節，降低了通信故障率，同時，提高了通信速率，增強了抗干擾能力，為IOT（物聯網）提供了基礎條件。

6. 應用案例

在上汽通用五菱河西基地總裝A線、B線內飾轉底盤交接區，我們自主開發的基于RFID的車型識別系統投入應用，能高效地識別車型，基于車型識別的結果控制車身輸送位置，使用效果良好，識別成功率99.9%，如圖4、圖5所示。

圖4 車型識別光電開關接線分布圖

圖5 RFID識別系統識別成功率

技術總結

通過自主設計集成，實現內飾線轉底盤線的車型識別系統，該系統具有較多技術優勢。簡單總結如下：

1）基于EtherNetIP通信框架，自主創新集成國產RFID、進口PLC系統，降低了系統集成成本，提升了系統集成的一致性和可靠性。

2）自主開發基于PLC控制的車型識別系統程序，降低了對進口供應商的依賴，實現車型識別系統自主國產化，最終降低了車型識別系統的投資成本。

3）解決了RFID無法與產線羅克韋爾PLC通信的問題,創新開發了基于PLC控制的車身VIN碼解壓程序，實現了車身VIN碼在PLC中的解壓功能。

4）實現了車型精確識別車型信息，包括車身的VIN碼、VSN碼。

5）自主開發的車型識別系統兼容多種車型，新增車型不需要改動和重新調試，理論上可以新增無數種車型。

6）自主開發的車型識別系統具有面向未來的前瞻效益（圖6）。精確識別到的車型信息可以輸送給有需要的工位，實現數字化、目視化。例如：車型詳細信息送到吊具支腿切換工位，輔助員工根據車型切換吊具支腿。

圖6 自主開發的車型識別系統具有面向未來的前瞻效益

結束語

本文闡述新車型導入產線涉及的車型識別系統適應性改造問題，并重點分析和實施了基于RFID技術的車型識別系統改造；將EthernetIP協議的國產RFID裝備集成到進口的PLC系統，開辟了國產RFID應用場景，為后續新產品導入產線提供基于RFID技術的車型識別系統提供了實踐依據，具有較大的現實指導意義。