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      1　行業(yè)背景

在全球“工業(yè)4.0”和《中國制造2025》的大背景下，我國的汽車行業(yè)正經(jīng)歷著從汽車生產(chǎn)大國到生產(chǎn)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的過程。汽車零部件作為汽車工業(yè)的基礎(chǔ)，是保持汽車行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的重要條件。尤其是現(xiàn)在汽車行業(yè)正在轟轟烈烈、如火如荼開展的自主研發(fā)與創(chuàng)新，這就尤其需要一個完整的零部件體系作支撐。整車自主品牌的技術(shù)創(chuàng)新需要零部件作基礎(chǔ)，零部件的自主創(chuàng)新又對整車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生強(qiáng)大推動力，他們是相互影響、相互作用的，沒有整車的自主品牌，強(qiáng)大零部件體系的研發(fā)創(chuàng)新能力也就難以迸發(fā)，沒有強(qiáng)大零部件體系的支撐，自主品牌的做大作強(qiáng)將難以為繼。

另外，隨著汽車保有量的迅速增加，汽車尾氣對環(huán)境的影響越來越受到重視，各國對汽車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)也有了更嚴(yán)格的要求。環(huán)保、更低的排放標(biāo)準(zhǔn)正好是渦輪增壓器一個很重要的特點(diǎn)。在污染日趨嚴(yán)重的今天，一個有高度責(zé)任感的汽車制造商不僅要滿足客戶對汽車的駕乘欲望，有足夠的駕駛樂趣，更要以保護(hù)環(huán)境、創(chuàng)造良好的生存空間為己任。渦輪增壓器正好能滿足既提高燃油經(jīng)濟(jì)性，降低排放，同時又不會以失去駕駛樂趣為代價的綜合性要求。因?yàn)樵鰤簳o燃燒室提供更多的空氣，使燃燒更徹底，排放更干凈。因此，渦輪增壓器作為提高功率、減少排放的核心裝置之一，正被越來越多的應(yīng)用在各種型號的汽車上。

現(xiàn)今，各汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)也開始逐步提高生產(chǎn)線的智能化程度，以適應(yīng)當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展形勢。隨著汽車生產(chǎn)質(zhì)量的要求越來越高，對其零部件進(jìn)行質(zhì)量控制和信息追溯就顯得十分的重要。圖爾克公司的RFID產(chǎn)品恰好能夠滿足各汽車零部件生產(chǎn)廠的要求，提高生產(chǎn)線的信息化水平。

2　RFID與渦輪增壓器生產(chǎn)線

2.1　RFID

RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)，又稱無線射頻識別，是一種通信技術(shù)。可通過無線訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。常用的通訊頻率有低頻、高頻、超高頻等。

從概念上來講，RFID類似于條碼掃描。對于條碼技術(shù)而言，它是將已編碼的條形碼附著于目標(biāo)物并使用專用的掃描讀取器利用光信號將信息由條形碼傳送到掃描讀取器；而RFID則使用專用的RFID讀寫器及專門的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽，利用頻率信號將信息由RFID標(biāo)簽傳送至RFID讀寫器。

標(biāo)簽在識別時從識別器發(fā)出的電磁場中就可以得到能量，并不需要電池。標(biāo)簽包含了電子存儲的信息，最大數(shù)米之內(nèi)都可以識別。與條形碼不同的是，射頻標(biāo)簽不需要處在識別器視線之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。

RFID的優(yōu)點(diǎn)主要有：

（1）RFID的數(shù)據(jù)存儲容量非常大，最多可存儲幾千個字節(jié)；

（2）RFID由于采用無線射頻的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，其磁場可以穿透非金屬材料，所以可以在相對復(fù)雜的環(huán)境下工作；

（3）RFID可以根據(jù)需要實(shí)時修改數(shù)據(jù)；

（4）RFID可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)識別，這有利于提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍。

2.2　渦輪增壓器生產(chǎn)線

渦輪增壓器的生產(chǎn)檢測工藝主要有核心體水道密封檢測、核心體總成泄漏測試、氣壓殼密封測試、氣壓殼上各種閥功能及泄漏測試、葉前間隙測試、渦前間隙測試、軸向間隙測試、徑向間隙測試、總成密封測試、渦輪轉(zhuǎn)子靈活性測試、三殼角度檢測等。裝配線采用自動生產(chǎn)管理系統(tǒng)，可以對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集處理、狀態(tài)標(biāo)記，并與控制系統(tǒng)相集成，對設(shè)備進(jìn)行控制。裝配工作臺對零部件進(jìn)行預(yù)裝、擰緊、壓裝、視覺檢測、RFID識別，同時具備運(yùn)用機(jī)械、電氣防漏防錯技術(shù)以及力、位置等在線檢測功能，防止錯裝、漏裝、裝不到位或者質(zhì)量缺陷。

以工業(yè)控制計算機(jī)為核心，綜合管理可以依據(jù)多種條件進(jìn)行統(tǒng)計，生成報表，可以根據(jù)產(chǎn)品序列號等信息追溯檢索生產(chǎn)時記錄的各種信息。報表、檢索功能可以脫離生產(chǎn)線單獨(dú)為管理、售后服務(wù)等方面使用。

3　圖爾克產(chǎn)品應(yīng)用

圖爾克針對客戶現(xiàn)場環(huán)境和載碼體需要安裝在托盤底部等需求，經(jīng)過深入交流，推薦了具有IP67防護(hù)等級的HF RFID產(chǎn)品，成功地滿足了客戶的需求。

控制系統(tǒng)的組成：

（1）RFID產(chǎn)品：圖爾克BLident HF系列；

（2）主控制器：SIEMENS S7 300 PLC；

（3）現(xiàn)場總線協(xié)議：PROFIBUS DP。

主控制器采用的是SIEMENS S7 300系列PLC產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制，保證系統(tǒng)的連續(xù)不間斷運(yùn)行。現(xiàn)場總線為PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)，連接現(xiàn)場的各個RFID子站。現(xiàn)場安裝圖爾克公司IP67防護(hù)等級的BLident系列RFID產(chǎn)品。控制系統(tǒng)操作的所有讀寫過程，都可由就近的接口模塊完成，并將載碼體內(nèi)數(shù)據(jù)經(jīng)總線傳入控制系統(tǒng)。

讀寫頭及載碼體安裝方式

渦輪增壓器的生產(chǎn)是一個十分復(fù)雜的過程，其中每個零部件的安裝及測試都十分重要，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。所以在渦輪增壓器的生產(chǎn)過程中需要一種實(shí)時的信息化管控系統(tǒng)，及時存儲和記錄產(chǎn)品的每一步操作及相應(yīng)的檢測結(jié)果。

而RFID系統(tǒng)的引入，很好地為客戶解決了上述問題。通過在渦輪增壓器夾具托盤上安裝HF載碼體，每個操作工位和檢測工位安裝HF讀寫頭，可以根據(jù)需要實(shí)時讀取和寫入當(dāng)前托盤上產(chǎn)品的生產(chǎn)狀態(tài)及檢測結(jié)果，在產(chǎn)品下線時進(jìn)行信息匯總并上傳至服務(wù)器中，同時將數(shù)據(jù)與此產(chǎn)品的串號進(jìn)行綁定。

例如在零件安裝工位，夾具托盤到位后，系統(tǒng)會通過RFID讀寫頭讀取本工位托盤上的載碼體數(shù)據(jù)，得到當(dāng)前的渦輪增壓器型號，再根據(jù)不同的型號來指示操作人員按順序安裝需要的零件。各部件安裝完畢后，經(jīng)操作人員確認(rèn)，系統(tǒng)會通過RFID讀寫頭將本工位進(jìn)行的各安裝操作寫入到夾具托盤的載碼體中。

在各檢測工位，夾具托盤到位后，系統(tǒng)同樣會通過RFID讀寫頭讀取此工位托盤上的載碼體數(shù)據(jù)，得到當(dāng)前的渦輪增壓器型號及各零部件的安裝情況，然后控制器再操作不同的檢測設(shè)備對其進(jìn)行性能測試。測試完畢后，再將測試結(jié)果寫入到夾具托盤的載碼體中。

所以，RFID系統(tǒng)的引入，從根本上避免了生產(chǎn)質(zhì)量事故的發(fā)生，為客戶降低了生產(chǎn)風(fēng)險，節(jié)約了成本。得益于圖爾克BLident系列RFID產(chǎn)品卓越的性能和顯著的特點(diǎn)，渦輪增壓器生產(chǎn)線在運(yùn)行過程中穩(wěn)定性、可靠性和高效性被進(jìn)一步優(yōu)化和提升，達(dá)到了客戶的期望。

4　客戶增值

針對讀寫距離要求較近的應(yīng)用環(huán)境，可選用圖爾克高頻（HF）RFID產(chǎn)品，并將載碼體（TAG）安裝在托盤等載具上，進(jìn)行閉環(huán)的反復(fù)讀寫；針對讀寫距離要求較遠(yuǎn)的應(yīng)用環(huán)境，可選用圖爾克超高頻（UHF）RFID產(chǎn)品，然后將載碼體（TAG）安裝到產(chǎn)品本體或托盤上，進(jìn)行讀寫操作。

BLident系列產(chǎn)品

（1）圖爾克擁有多種防護(hù)等級的接口模塊（IP69K、IP67、IP20），能夠很好地適應(yīng)各種現(xiàn)場環(huán)境。

（2）BLident系列所有模塊都支持熱插拔，并且高頻HF和超高頻UHF讀寫頭可以安裝到同一個接口模塊上。

（3）單個站最多支持8個通道, 還可兼容常規(guī)數(shù)字量、模擬量的I/O模塊。

（4）支持PROFIBUS DP、DeviceNet?、EtherNet Modbus-TCP、 PROFINET IO、EtherNet/IP等現(xiàn)場總線協(xié)議，并可選配可編程網(wǎng)關(guān)。

（5）擁有多種類型載碼體（金屬表面安裝、耐高溫等），滿足客戶各種工業(yè)環(huán)境下的安裝要求。

總之，針對汽車零部件行業(yè)，圖爾克基于現(xiàn)場總線的IP67防護(hù)等級BLident系列RFID產(chǎn)品，在原材料運(yùn)輸、生產(chǎn)加工、成品管理等領(lǐng)域，有著更廣闊的應(yīng)用空間。

作者簡介

只凱，男，天津人，天津理工大學(xué)工學(xué)學(xué)士，天津大學(xué)工程碩士，工程師，現(xiàn)就職于圖爾克（天津）傳感器有限公司，主要從事現(xiàn)場總線及RFID應(yīng)用方面的研究。

產(chǎn)品推薦

用于EtherCAT的緊湊型RFID I/O模塊

2016年3月15日，圖爾克在漢諾威工業(yè)博覽會上首次推出帶EtherCAT接口的緊湊型RFID模塊。該堅固外殼的IP67 I/O模塊使得BLident RFID系統(tǒng)能夠直接連接Ethercat主站系統(tǒng)。通過這種方式，控制器可以讀取和處理來自BLident系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)集。該過程通過非循環(huán)服務(wù)被執(zhí)行，因此數(shù)據(jù)在控制器中始終即時可用，并且時間和決策關(guān)鍵數(shù)據(jù)可被實(shí)時處理。為此，圖爾克提供了可在控制器中被處理的標(biāo)準(zhǔn)功能模塊，從而簡化了RFID在用戶系統(tǒng)中的集成。

通過每個通道1萬6千字節(jié)的存儲區(qū)，緊湊型模塊為處理大數(shù)據(jù)提供了足夠大的存儲空間。讀寫命令還可被直接保存在模塊中，以縮短反應(yīng)時間和提高處理速度。這使得系統(tǒng)能夠更快速地對應(yīng)用做出響應(yīng)。

如同所有BL i d e nt模塊，新系統(tǒng)還允許HF（高頻）和UHF（超高頻）讀寫頭并行操作。這為客戶提供了更大的靈活性，并可根據(jù)應(yīng)用確定要使用的RFID技術(shù)。

摘自《自動化博覽》2016年6月刊