RFID在食品行業(yè)的應(yīng)用

    應(yīng)用背景

　　用巧克力制作的圣誕老人，填充了奶油杏仁糖的復(fù)活節(jié)兔子，或者警察造型的巧克力糖果——很多這類美味的甜食都產(chǎn)自德國萊茵蘭—普法爾茨州的倫格斯多夫。在這個臨近新維德的小鎮(zhèn)上，Winkler und Dünnebier Sü?warenmaschinen GmbH (WDS)公司為糖果制造業(yè)提供加工機械。同時，該公司也致力于開發(fā)新型澆注/沉淀工藝，優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)。

　　多年來，糖果制品加工業(yè)不斷增長的國際化需求確保了WDS機械在全球業(yè)內(nèi)的聲望。公司擁有廣泛的產(chǎn)品生產(chǎn)線，它們包括：硬糖及太妃糖澆注生產(chǎn)線、夾心及實心巧克力外殼澆注系統(tǒng)、大型淀粉澆注車間、平板巧克力設(shè)備、以及用于糖漿澆注的通用活塞式擠壓機等。此外，公司還為糖果制品加工業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)提供實驗室使用的軟糖澆注機，以滿足更廣泛的市場需求。

　　巧克力生產(chǎn)流程

　　夾心巧克力的生產(chǎn)流程有些復(fù)雜。第一步是所謂的模具注射成型，在這里，模具松散地放在供給鏈上，它們的“生產(chǎn)車間之旅”由此開始。模具將依照供給鏈的運行情況間歇地或者連續(xù)地移動著，開始它們的旅程。

　　一旦模具被熱空氣或紅外線充分加熱，第一臺澆注機將把精確數(shù)量的巧克力糖漿注入模具中生產(chǎn)出糖果的外殼。然后，模具被震動以使糖漿均勻分布，從而消除氣泡。再然后，模具上下翻轉(zhuǎn)使巧克力外殼和模具分離，同時進行冷卻。所謂的巧克力外殼就這樣留在冷卻的容器里等待硬化。

　　澆注生產(chǎn)線的第二步提供典型的填充物，如奶油杏仁或軟糖漿。原理相同：加熱，填充，冷卻。巧克力糖果光滑的底部——或者可以說成是巧克力的“蓋子”——是經(jīng)過融化并去掉多余的糖漿，最后冷卻制成的。在生產(chǎn)線的最后，通過空氣錘輕輕敲打模具的背面把糖果從模具中剝離出來。傳送帶把成品送入包裝生產(chǎn)線，模具則被留在巧克力生產(chǎn)循環(huán)流程中。它們被送至模具中轉(zhuǎn)站清除殘渣，成為全新的空模具備用。整個系統(tǒng)由PLC和伺服電機控制，與中央服務(wù)器相連接的PC控制終端或是客服終端遍布每臺澆注機械。

　　所有模具一目了然

　　考慮到眾多生產(chǎn)工業(yè)的過程和次序被非接觸式RFID應(yīng)答器(標(biāo)簽)優(yōu)化和管理，WDS決定也將這項創(chuàng)新的NFC(Near Field Communication，近距離無線通信)技術(shù)引入其糖果制品生產(chǎn)線。

　　為了完成這個項目，生產(chǎn)車間里的幾千只塑料托盤都加裝了RFID載碼體。生產(chǎn)線上的讀寫頭，以及倉庫和生產(chǎn)區(qū)的遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，均為永久性安裝，使得每一只模具在系統(tǒng)運行中都能被中央控制站有效追蹤。以數(shù)據(jù)庫為導(dǎo)向的RFID系統(tǒng)能夠確保在生產(chǎn)流程中對于模具和產(chǎn)品的最佳跟蹤，此外，還可以優(yōu)化流程并幫助生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析。

　　來在德國米爾海姆的RFID專家通過BL ident I/O 模塊將圖爾克的讀寫頭整合到現(xiàn)場總線系統(tǒng)，從而使WDS的控制系統(tǒng)能夠在任意時間查看最新數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)實時監(jiān)控。讀寫頭被安裝在模具中轉(zhuǎn)站和澆注/沉淀機械上，選擇性地被安裝在稱重及其他控制環(huán)節(jié)中。

　　控制系統(tǒng)采集到的所有數(shù)據(jù)被傳輸至工廠服務(wù)器的本地數(shù)據(jù)庫中，那里存儲著所有模具在整個生產(chǎn)周期中的即時數(shù)據(jù)。信息通過服務(wù)器同步產(chǎn)生，用于模具的整體管理與跟蹤。一套完整的RFID系統(tǒng)不僅包括在生產(chǎn)設(shè)備上的讀取點，而且還包括在模具清洗站的讀頭和倉儲系統(tǒng)里的讀頭。依照客戶的意愿，WDS讓第三方用圖爾克RFID產(chǎn)品對其舊系統(tǒng)進行改造。

　　高附加值數(shù)據(jù)

　　如今，圖爾克的RFID系統(tǒng)能確保每個WDS設(shè)備的中央服務(wù)器數(shù)據(jù)庫容納有價值的信息，他們可以用來優(yōu)化工廠生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。數(shù)據(jù)池可能的應(yīng)用范疇很廣，包括優(yōu)化物流。輕輕地點擊一下鼠標(biāo)，系統(tǒng)就可以顯示任何一只模具的即時位置，或者是它在整個流水線上的運行軌跡。如此一來，潛在的錯誤源便能被輕松鎖定。

　　生產(chǎn)專用數(shù)據(jù)也能由此確定。例如，系統(tǒng)可以檢測出單個模具甚至整個模具組殘渣含量超標(biāo)，然后將其自動揀出。另一個應(yīng)用就是可以比較模具組和特定批次的生產(chǎn)特性。

　　數(shù)據(jù)池在工廠內(nèi)部的品質(zhì)監(jiān)控和衛(wèi)生監(jiān)督方面也大有作為，尤其是品質(zhì)管理方面。系統(tǒng)可以輕松地識別當(dāng)前的生產(chǎn)環(huán)節(jié)是否潔凈。目前，系統(tǒng)能夠近距離追蹤生產(chǎn)程序，比如將模具集體推入冷柜，或者在系統(tǒng)運行過程中把模具替換成特殊測試模具等，這些全都得益于RFID技術(shù)。如果植入的模具不適合當(dāng)前正在運行的生產(chǎn)過程，系統(tǒng)會立即發(fā)出警報?！帮w速的”產(chǎn)品更替在這種技術(shù)條件下也是可行的：當(dāng)舊的模具被揀出時，新的模具被植入到系統(tǒng)。即使模具組被隨機混合的生產(chǎn)方案也是可能的，這樣就增加了生產(chǎn)的靈活性。

　　共贏

　　“在一批具有競爭力的同類產(chǎn)品中，我們最終選定了圖爾克。BL ident系統(tǒng)提供了具有適用于工業(yè)現(xiàn)場的標(biāo)準(zhǔn)化接口的硬件?！盬DS電氣工程及自動化技術(shù)負(fù)責(zé)人Bernd Plies解釋說，“我們將圖爾克RFID系統(tǒng)和總線系統(tǒng)，例如Profibus, DeviceNet和Modbus IP等目前我們生產(chǎn)車間正在應(yīng)用的多種總線協(xié)議結(jié)合起來的選擇是成功的，同時它也適用于未來總線系統(tǒng)?！绷硪恢匾蛩厥亲x寫頭在工業(yè)領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景。

　　正如期望地，在工廠內(nèi)的系統(tǒng)整合已經(jīng)準(zhǔn)備上線，而且沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。“系統(tǒng)運行非常平穩(wěn)、順暢?！盤lies回憶道，“所有組件被迅速地整合到第一個WDS應(yīng)用中，實現(xiàn)了Step7的調(diào)試。其中也會突發(fā)一兩個問題，不過通過電話溝通很快都解決了?！?/p>

　　依照Plies的說法，這個項目的另一優(yōu)勢是兩個公司之間的緊密合作：“與圖爾克公司合作始終富有建設(shè)性。”圖爾克公司的技術(shù)人員善于創(chuàng)新，并且嘗試將客戶的期望直接付諸實踐或是開發(fā)替代品?！芭c圖爾克的研發(fā)人員保持緊密聯(lián)系使我們獲益良多?！盤lies補充說。