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      1　行業(yè)背景

在全球“工業(yè)4.0”和《中國(guó)制造2025》的大背景下，我國(guó)的汽車(chē)行業(yè)正經(jīng)歷著從汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó)到生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的過(guò)程。汽車(chē)零部件作為汽車(chē)工業(yè)的基礎(chǔ)，是保持汽車(chē)行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的重要條件。尤其是現(xiàn)在汽車(chē)行業(yè)正在轟轟烈烈、如火如荼開(kāi)展的自主研發(fā)與創(chuàng)新，這就尤其需要一個(gè)完整的零部件體系作支撐。整車(chē)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(duì)整車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生強(qiáng)大推動(dòng)力，他們是相互影響、相互作用的，沒(méi)有整車(chē)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(méi)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(chē)保有量的迅速增加，汽車(chē)尾氣對(duì)環(huán)境的影響越來(lái)越受到重視，各國(guó)對(duì)汽車(chē)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(gè)很重要的特點(diǎn)。在污染日趨嚴(yán)重的今天，一個(gè)有高度責(zé)任感的汽車(chē)制造商不僅要滿足客戶(hù)對(duì)汽車(chē)的駕乘欲望，有足夠的駕駛樂(lè)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(shí)又不會(huì)以失去駕駛樂(lè)趣為代價(jià)的綜合性要求。因?yàn)樵鰤簳?huì)給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(lái)越多的應(yīng)用在各種型號(hào)的汽車(chē)上。

現(xiàn)今，各汽車(chē)零部件生產(chǎn)企業(yè)也開(kāi)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(shì)。隨著汽車(chē)生產(chǎn)質(zhì)量的要求越來(lái)越高，對(duì)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(chē)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(chēng)無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)。可通過(guò)無(wú)線訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)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(lái)講，RFID類(lèi)似于條碼掃描。對(duì)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(zhuān)用的掃描讀取器利用光信號(hào)將信息由條形碼傳送到掃描讀取器；而RFID則使用專(zhuān)用的RFID讀寫(xiě)器及專(zhuān)門(mén)的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽，利用頻率信號(hào)將信息由RFID標(biāo)簽傳送至RFID讀寫(xiě)器。

標(biāo)簽在識(shí)別時(shí)從識(shí)別器發(fā)出的電磁場(chǎng)中就可以得到能量，并不需要電池。標(biāo)簽包含了電子存儲(chǔ)的信息，最大數(shù)米之內(nèi)都可以識(shí)別。與條形碼不同的是，射頻標(biāo)簽不需要處在識(shí)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(chǔ)容量非常大，最多可存儲(chǔ)幾千個(gè)字節(jié)；

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

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

（4）RFID可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)識(shí)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(cè)工藝主要有核心體水道密封檢測(cè)、核心體總成泄漏測(cè)試、氣壓殼密封測(cè)試、氣壓殼上各種閥功能及泄漏測(cè)試、葉前間隙測(cè)試、渦前間隙測(cè)試、軸向間隙測(cè)試、徑向間隙測(cè)試、總成密封測(cè)試、渦輪轉(zhuǎn)子靈活性測(cè)試、三殼角度檢測(cè)等。裝配線采用自動(dòng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)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(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。裝配工作臺(tái)對(duì)零部件進(jìn)行預(yù)裝、擰緊、壓裝、視覺(jué)檢測(cè)、RFID識(shí)別，同時(shí)具備運(yùn)用機(jī)械、電氣防漏防錯(cuò)技術(shù)以及力、位置等在線檢測(cè)功能，防止錯(cuò)裝、漏裝、裝不到位或者質(zhì)量缺陷。

以工業(yè)控制計(jì)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(jì)，生成報(bào)表，可以根據(jù)產(chǎn)品序列號(hào)等信息追溯檢索生產(chǎn)時(shí)記錄的各種信息。報(bào)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(duì)客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和載碼體需要安裝在托盤(pán)底部等需求，經(jīng)過(guò)深入交流，推薦了具有IP67防護(hù)等級(jí)的HF RFID產(chǎn)品，成功地滿足了客戶(hù)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(chǎng)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(gè)系統(tǒng)的控制，保證系統(tǒng)的連續(xù)不間斷運(yùn)行。現(xiàn)場(chǎng)總線為PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)，連接現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)RFID子站。現(xiàn)場(chǎng)安裝圖爾克公司IP67防護(hù)等級(jí)的BLident系列RFID產(chǎn)品。控制系統(tǒng)操作的所有讀寫(xiě)過(guò)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(xiě)頭及載碼體安裝方式

渦輪增壓器的生產(chǎn)是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，其中每個(gè)零部件的安裝及測(cè)試都十分重要，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。所以在渦輪增壓器的生產(chǎn)過(guò)程中需要一種實(shí)時(shí)的信息化管控系統(tǒng)，及時(shí)存儲(chǔ)和記錄產(chǎn)品的每一步操作及相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果。

而RFID系統(tǒng)的引入，很好地為客戶(hù)解決了上述問(wèn)題。通過(guò)在渦輪增壓器夾具托盤(pán)上安裝HF載碼體，每個(gè)操作工位和檢測(cè)工位安裝HF讀寫(xiě)頭，可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)讀取和寫(xiě)入當(dāng)前托盤(pán)上產(chǎn)品的生產(chǎn)狀態(tài)及檢測(cè)結(jié)果，在產(chǎn)品下線時(shí)進(jìn)行信息匯總并上傳至服務(wù)器中，同時(shí)將數(shù)據(jù)與此產(chǎn)品的串號(hào)進(jìn)行綁定。

例如在零件安裝工位，夾具托盤(pán)到位后，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)RFID讀寫(xiě)頭讀取本工位托盤(pán)上的載碼體數(shù)據(jù)，得到當(dāng)前的渦輪增壓器型號(hào)，再根據(jù)不同的型號(hào)來(lái)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(huì)通過(guò)RFID讀寫(xiě)頭將本工位進(jìn)行的各安裝操作寫(xiě)入到夾具托盤(pán)的載碼體中。

在各檢測(cè)工位，夾具托盤(pán)到位后，系統(tǒng)同樣會(huì)通過(guò)RFID讀寫(xiě)頭讀取此工位托盤(pán)上的載碼體數(shù)據(jù)，得到當(dāng)前的渦輪增壓器型號(hào)及各零部件的安裝情況，然后控制器再操作不同的檢測(cè)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試。測(cè)試完畢后，再將測(cè)試結(jié)果寫(xiě)入到夾具托盤(pán)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(hù)降低了生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，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(guò)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(hù)的期望。

4　客戶(hù)增值

針對(duì)讀寫(xiě)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(pán)等載具上，進(jìn)行閉環(huán)的反復(fù)讀寫(xiě)；針對(duì)讀寫(xiě)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(pán)上，進(jìn)行讀寫(xiě)操作。

BLident系列產(chǎn)品

（1）圖爾克擁有多種防護(hù)等級(jí)的接口模塊（IP69K、IP67、IP20），能夠很好地適應(yīng)各種現(xiàn)場(chǎng)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(xiě)頭可以安裝到同一個(gè)接口模塊上。

（3）單個(gè)站最多支持8個(gè)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(chǎng)總線協(xié)議，并可選配可編程網(wǎng)關(guān)。

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

總之，針對(duì)汽車(chē)零部件行業(yè)，圖爾克基于現(xiàn)場(chǎng)總線的IP67防護(hù)等級(jí)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(jiǎn)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(chǎng)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(huì)上首次推出帶EtherCAT接口的緊湊型RFID模塊。該堅(jiān)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(guò)這種方式，控制器可以讀取和處理來(lái)自BLident系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)集。該過(guò)程通過(guò)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(shí)可用，并且時(shí)間和決策關(guān)鍵數(shù)據(jù)可被實(shí)時(shí)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(jiǎn)化了RFID在用戶(hù)系統(tǒng)中的集成。

通過(guò)每個(gè)通道1萬(wàn)6千字節(jié)的存儲(chǔ)區(qū)，緊湊型模塊為處理大數(shù)據(jù)提供了足夠大的存儲(chǔ)空間。讀寫(xiě)命令還可被直接保存在模塊中，以縮短反應(yīng)時(shí)間和提高處理速度。這使得系統(tǒng)能夠更快速地對(duì)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(xiě)頭并行操作。這為客戶(hù)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(dòng)化博覽》2016年6月刊