高溫載碼體在汽車行業的應用——準時化生產

圖爾克（天津）傳感器有限公司

※ 應用背景

自從2004年起，塔奧汽車部件公司的工廠就遷至比利時根特市，距離沃爾沃工廠僅3公里。它主要生產V50的零件和S40的模型，并將產品直接運往沃爾沃工廠。模制件由火車運往瑞典，并在根特通過焊接組裝成汽車底座、車頂、車門、車內懸空部件、車蓋。工廠的年產量達22萬件。塔奧公司的維修工程師盧克威廉姆斯說：“我們每天大約為700輛車生產零部件，并運往沃爾沃工廠。我們工廠的零件最低儲藏量，可用于六小時的生產；最大儲藏量可用于18小時的生產?！泵刻齑蠹s需要用卡車運送70次零件到沃爾沃工廠。為了保障運送所需的靈活性和準時性，公司必須確保生產流程的可靠性。為此，生產主要由180多個ABB機械手進行自動操作。

一個像塔奧汽車部件公司根特工廠一樣的高度自動化工廠，內部的傳送鏈很大程度上影響著生產效率。透明生產，也就是我們所說的“跟蹤追溯”，在此起到至關重要的作用。塔奧汽車部件公司的設計師為此設計安裝了RFID。雖然是首次采用這個系統，但是每輪0.5%的錯誤率還是不盡人意，必須另覓他法。盧克威廉姆斯解釋道：“我們生產過程中最大的挑戰就是超高溫，很多RFID系統也為此而感到困擾。零部件所配備的載碼體最終都要經過180℃的烘爐加熱，這就產生了一個難題，RFID載碼體的電路在如此高溫的環境下會發生什么樣的變化呢？”

圖1 塔奧汽車部件公司工廠

※ 高溫挑戰

經過一番市場調查，塔奧公司的決策者找到了圖爾克公司的BLiden-tRFID系統，它能夠承受零下40℃的低溫到210℃的高溫。威廉姆斯說：“除了耐溫性，我們選擇BL識別系統的另一個決定性因素是它能夠獨立運行可編程控制器，這是它專為工業自動化而開發的功能。BLident系統的工作頻率是13.56兆赫茲。具有國際標準的高頻，低噪音的特性，完全符合系統的整體概念?！?/p>

有了第一次失敗的經歷，塔奧公司在使用圖爾克產品之前，對BLident RFID系統進行了全面檢測。威廉姆斯說：“作為檢測的一部分，我們把載碼體掛在180℃的烘爐內十天。即使經過這種程度的硬性測驗，系統仍可以正常運作。”圖爾克的載碼體在離開烘爐后可以直接讀寫，然而其他的系統都必須先進行冷卻。圖爾克公司為抗熱載碼體開發了一種特殊、易于組裝拆卸的外殼。只要是按照說明書使用，圖爾克產品的保障使用年限為十年。如今，塔奧公司總共用了240個高溫載碼體。

BLident系統是一個開放性系統，可以和所有傳統的現場總線連接。圖爾克提供PROFIBUS DP、DeviceNet、Modbus TCP、Profinet和EtherNet/IP的接口。每個接口都擁有自己的數據儲存，以自動適應不同應用。依托模塊化設計，一個BLident站可以選擇使用2、4、6或8個通道。另外，RFID模塊還可以通過軟件進行調整，每個通道都有各自的讀寫頭，分別采取平行/多路工作方式。這對于兩個讀寫頭位置非常接近的情況尤其重要，例如輸送鏈被分為幾條分鏈。

※ 提高效率

威廉姆斯補充說道：“許多傳統的RFID系統只能夠進行靜態讀寫，而BL識別系統即使識別標簽在運動中也能進行讀寫（動態）。這個特性對我們來講十分重要?！惫S使用的FRAM載碼體（鐵磁存儲器）能夠更快地進行數據傳輸，并且基本上不需要任何維護。BL識別系統根據載碼體傳輸的不同數據量，處理讀寫周期的速度最大可達10m/s?！巴ㄟ^使用FRAM載碼體，我們每站能夠減少的讀寫時間大約為兩秒，這樣我們就能夠加快傳送鏈的速度——因為不需要停下來進行讀寫自然就能夠提高產量?！?/p>