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(chē)行業(yè)正經(jīng)歷著(zhù)從汽車(chē)生產(chǎn)大國到生產(chǎn)強國轉變的過(guò)程。汽車(chē)零部件作為汽車(chē)工業(yè)的基礎，是保持汽車(chē)行業(yè)持續快速發(fā)展的重要條件。尤其是現在汽車(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，零部件的自主創(chuàng )新又對整車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生強大推動(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)有強大零部件體系的支撐，自主品牌的做大作強將難以為繼。

另外，隨著(zhù)汽車(chē)保有量的迅速增加，汽車(chē)尾氣對環(huán)境的影響越來(lái)越受到重視，各國對汽車(chē)尾氣的排放標準也有了更嚴格的要求。環(huán)保、更低的排放標準正好是渦輪增壓器一個(gè)很重要的特點(diǎn)。在污染日趨嚴重的今天，一個(gè)有高度責任感的汽車(chē)制造商不僅要滿(mǎn)足客戶(hù)對汽車(chē)的駕乘欲望，有足夠的駕駛樂(lè )趣，更要以保護環(huán)境、創(chuàng )造良好的生存空間為己任。渦輪增壓器正好能滿(mǎn)足既提高燃油經(jīng)濟性，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。因為增壓會(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)越多的應用在各種型號的汽車(chē)上。

現今，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(xiàn)的智能化程度，以適應當前的技術(shù)發(fā)展形勢。隨著(zhù)汽車(chē)生產(chǎn)質(zhì)量的要求越來(lái)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(mǎn)足各汽車(chē)零部件生產(chǎn)廠(chǎng)的要求，提高生產(chǎn)線(xiàn)的信息化水平。

2　RFID與渦輪增壓器生產(chǎn)線(xiàn)

2.1　RFID

RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)，又稱(chēng)無(wú)線(xiàn)射頻識別，是一種通信技術(shù)?？赏ㄟ^(guò)無(wú)線(xiàn)訊號識別特定目標并讀寫(xiě)相關(guān)數據，而無(wú)需識別系統與特定目標之間建立機械或光學(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。對于條碼技術(shù)而言，它是將已編碼的條形碼附著(zhù)于目標物并使用專(zhuān)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(zhuān)用的RFID讀寫(xiě)器及專(zhuān)門(mén)的可附著(zhù)于目標物的RFID標簽，利用頻率信號將信息由RFID標簽傳送至RFID讀寫(xiě)器。

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

RFID的優(yōu)點(diǎn)主要有：

（1）RFID的數據存儲容量非常大，最多可存儲幾千個(gè)字節；

（2）RFID由于采用無(wú)線(xiàn)射頻的方式進(jìn)行數據的讀寫(xiě)，其磁場(chǎng)可以穿透非金屬材料，所以可以在相對復雜的環(huán)境下工作；

（3）RFID可以根據需要實(shí)時(shí)修改數據；

（4）RFID可以實(shí)現動(dòng)態(tài)識別，這有利于提高生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)節拍。

2.2　渦輪增壓器生產(chǎn)線(xiàn)

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、渦輪轉子靈活性測試、三殼角度檢測等。裝配線(xiàn)采用自動(dòng)生產(chǎn)管理系統，可以對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、數據收集處理、狀態(tài)標記，并與控制系統相集成，對設備進(jìn)行控制。裝配工作臺對零部件進(jìn)行預裝、擰緊、壓裝、視覺(jué)檢測、RFID識別，同時(shí)具備運用機械、電氣防漏防錯技術(shù)以及力、位置等在線(xiàn)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)控制計算機為核心，綜合管理可以依據多種條件進(jìn)行統計，生成報表，可以根據產(chǎn)品序列號等信息追溯檢索生產(chǎn)時(shí)記錄的各種信息。報表、檢索功能可以脫離生產(chǎn)線(xiàn)單獨為管理、售后服務(wù)等方面使用。

3　圖爾克產(chǎn)品應用

圖爾克針對客戶(hù)現場(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防護等級的HF RFID產(chǎn)品，成功地滿(mǎn)足了客戶(hù)的需求。

控制系統的組成：

（1）RFID產(chǎn)品：圖爾克BLident HF系列；

（2）主控制器：SIEMENS S7 300 PLC；

（3）現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議：PROFIBUS DP。

主控制器采用的是SIEMENS S7 300系列PLC產(chǎn)品，實(shí)現整個(gè)系統的控制，保證系統的連續不間斷運行?，F場(chǎng)總線(xiàn)為PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò )，連接現場(chǎng)的各個(gè)RFID子站?，F場(chǎng)安裝圖爾克公司IP67防護等級的BLident系列RFID產(chǎn)品?？刂葡到y操作的所有讀寫(xiě)過(guò)程，都可由就近的接口模塊完成，并將載碼體內數據經(jīng)總線(xiàn)傳入控制系統。

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)十分復雜的過(guò)程，其中每個(gè)零部件的安裝及測試都十分重要，任何一個(gè)環(huán)節出現問(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，及時(shí)存儲和記錄產(chǎn)品的每一步操作及相應的檢測結果。

而RFID系統的引入，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)操作工位和檢測工位安裝HF讀寫(xiě)頭，可以根據需要實(shí)時(shí)讀取和寫(xiě)入當前托盤(pán)上產(chǎn)品的生產(chǎn)狀態(tài)及檢測結果，在產(chǎn)品下線(xiàn)時(shí)進(jìn)行信息匯總并上傳至服務(wù)器中，同時(shí)將數據與此產(chǎn)品的串號進(jìn)行綁定。

例如在零件安裝工位，夾具托盤(pán)到位后，系統會(huì )通過(guò)RFID讀寫(xiě)頭讀取本工位托盤(pán)上的載碼體數據，得到當前的渦輪增壓器型號，再根據不同的型號來(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，系統會(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。

在各檢測工位，夾具托盤(pán)到位后，系統同樣會(huì )通過(guò)RFID讀寫(xiě)頭讀取此工位托盤(pán)上的載碼體數據，得到當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備對其進(jìn)行性能測試。測試完畢后，再將測試結果寫(xiě)入到夾具托盤(pán)的載碼體中。

所以，RFID系統的引入，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，節約了成本。得益于圖爾克BLident系列RFID產(chǎn)品卓越的性能和顯著(zhù)的特點(diǎn)，渦輪增壓器生產(chǎn)線(xiàn)在運行過(guò)程中穩定性、可靠性和高效性被進(jìn)一步優(yōu)化和提升，達到了客戶(hù)的期望。

4　客戶(hù)增值

針對讀寫(xiě)距離要求較近的應用環(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)的反復讀寫(xiě)；針對讀寫(xiě)距離要求較遠的應用環(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等級的接口模塊（IP69K、IP67、IP20），能夠很好地適應各種現場(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, 還可兼容常規數字量、模擬量的I/O模塊。

（4）支持PROFIBUS DP、DeviceNet?、EtherNet Modbus-TCP、 PROFINET IO、EtherNet/IP等現場(chǎng)總線(xiàn)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(mǎn)足客戶(hù)各種工業(yè)環(huán)境下的安裝要求。

總之，針對汽車(chē)零部件行業(yè)，圖爾克基于現場(chǎng)總線(xiàn)的IP67防護等級BLident系列RFID產(chǎn)品，在原材料運輸、生產(chǎn)加工、成品管理等領(lǐng)域，有著(zhù)更廣闊的應用空間。

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，現就職于圖爾克（天津）傳感器有限公司，主要從事現場(chǎng)總線(xiàn)及RFID應用方面的研究。

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。該堅固外殼的IP67 I/O模塊使得BLident RFID系統能夠直接連接Ethercat主站系統。通過(guò)這種方式，控制器可以讀取和處理來(lái)自BLident系統的大數據集。該過(guò)程通過(guò)非循環(huán)服務(wù)被執行，因此數據在控制器中始終即時(shí)可用，并且時(shí)間和決策關(guān)鍵數據可被實(shí)時(shí)處理。為此，圖爾克提供了可在控制器中被處理的標準功能模塊，從而簡(jiǎn)化了RFID在用戶(hù)系統中的集成。

通過(guò)每個(gè)通道1萬(wàn)6千字節的存儲區，緊湊型模塊為處理大數據提供了足夠大的存儲空間。讀寫(xiě)命令還可被直接保存在模塊中，以縮短反應時(shí)間和提高處理速度。這使得系統能夠更快速地對應用做出響應。

如同所有BL i d e nt模塊，新系統還允許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，并可根據應用確定要使用的RFID技術(shù)。

摘自《自動(dòng)化博覽》2016年6月刊