瓦盧瑞克曼內(nèi)斯曼無縫鋼管公司 (Vallourec & Mannesmann Tubes) 在其位于杜塞爾多夫的Rath工廠的軋管機(jī)上采用了圖爾克的RFID 射頻識別系統(tǒng)來識別壓輥機(jī)座。

　　在軋管機(jī)上設(shè)置新的軋制批次時(shí)， 定徑機(jī)操作人員需要確保在機(jī)架位置使用正確的軋輥機(jī)座。 定徑機(jī)是軋管過程的最后一道工序， 因此如果操作人員在安裝過程中使用了錯(cuò)誤的機(jī)座， 則會在軋制中產(chǎn)生相當(dāng)大的問題： 管徑偏差會超出規(guī)定公差， 嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞軋輥。

　　之前的解決方案亟需改進(jìn)

　　位于Rath 工廠的軋鋼機(jī)工人們在定徑機(jī)的十個(gè)軋輥機(jī)架位置為不同管徑和厚度的鋼管安裝了不同的軋輥機(jī)座， 而為了達(dá)到所需效果， 所有的軋輥機(jī)座都必須按照要求的管材尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。 現(xiàn)在該工廠擁有大約400個(gè)軋輥機(jī)座， 因此通過ID號和各種清單手動管理軋輥機(jī)座變得越來越復(fù)雜， 即使極為謹(jǐn)慎， 也難免因錯(cuò)誤使用軋輥機(jī)座而導(dǎo)致嚴(yán)重的財(cái)務(wù)損失。 基于上述， V&M鋼管公司提出了在機(jī)架位置自動識別軋輥機(jī)座這一解決方法， 為此需要一套牢固可靠的RFID射頻識別系統(tǒng)來進(jìn)行生產(chǎn)控制： 在管材尺寸發(fā)生變化后掃描和監(jiān)控所有的軋輥機(jī)座的參數(shù)是否符合下一批次生產(chǎn)要求。

　　在尋找軋輥機(jī)座自動識別系統(tǒng)的過程中， V&M鋼管公司的負(fù)責(zé)人找到了位于杜伊斯堡的SalzgitterMannesmann Forschung GmbH (SZMF)。 SZMF公司的系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)部門， 準(zhǔn)確地說是自動化部門， 為德國本土和海外的多家工廠提供了定制化無損檢測和光學(xué)測量系統(tǒng)。 該部門的Dieter Geller和Gerd-Joachim Deppe博士對V&M鋼管公司所需的自動化識別方案進(jìn)行了專門研究。

　　極端工作條件

　　2008年， 自動化部門的員工們在一場RFID技術(shù)大會中收集到了識別技術(shù)發(fā)展?jié)摿Φ拇罅啃畔ⅰ?眾所周知，工業(yè)過程條件十分苛刻， 且受到嚴(yán)重污染， 而RFID 射頻識別技術(shù)正是該類環(huán)境下應(yīng)用的最佳選擇。 然而， Rath軋鋼廠軋制生產(chǎn)線上的工作條件卻不僅僅是苛刻和骯臟可以形容的： 除了灰塵、 污垢和周圍金屬環(huán)境， 熱鋼管以及噴涂設(shè)備產(chǎn)生的濕氣也使許多系統(tǒng)達(dá)到其運(yùn)行極限。 這些不利的工作條件對任何RFID射頻識別系統(tǒng)都提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　Geller 說： “經(jīng)過研究， 我們認(rèn)為除了圖爾克之外沒有其他供應(yīng)商能夠提供如此廣泛的、 牢固而可靠的RFID射頻識別系統(tǒng)組件， 圖爾克長讀寫距離的讀寫頭以及合適的載碼體的選擇給我們留下了深刻印象。 ” 研究團(tuán)隊(duì)利用圖爾克產(chǎn)品組建了一個(gè)測試系統(tǒng)。 該測試系統(tǒng)包括一個(gè)Q80讀寫頭(TNLR-Q80-H1147)， 以及含有可安裝在金屬材料上的已封裝的2K字節(jié)載碼體。 2009年， 研究團(tuán)隊(duì)將讀寫頭和載碼體長期暴露于工作現(xiàn)場的溫度和污染條件之下， 進(jìn)行初步耐久性試驗(yàn)。 而長達(dá)三個(gè)星期的連續(xù)測試結(jié)果表明這些組件都具有高可靠性。

　　讀寫頭和機(jī)座位置的溫度測量條顯示工作溫度可高達(dá)75° C， 而Q80讀寫頭和載碼體的最高持續(xù)工作溫度為70° C到85° C (載碼體) ， 因此能夠在一般條件下實(shí)現(xiàn)無故障運(yùn)行。此外， 在軋鋼廠之前使用的解決方案中， 操作人員在將壓輥機(jī)座推入機(jī)架后無法確定軋輥機(jī)座的位置偏差， 然而， 新的解決方案具有長距離讀寫頭以及相對較寬的感應(yīng)范圍， 毫無疑問可以確保系統(tǒng)正常工作。 被使用的載碼體是塑料封裝的， 可直接安裝在金屬材料或金屬環(huán)境中——周圍塑料使載碼體與金屬之間產(chǎn)生間隙， 由此使得操作人員可以可靠地訪問載碼體。

　　在完成耐久性試驗(yàn)后， SZMF 公司又采用額外的BLident組件對Rath軋鋼廠進(jìn)行了可行性研究。 為此， Rath軋鋼廠在四臺軋輥機(jī)座上安裝了讀寫頭 (通過ModbusTCP連接到一個(gè)可編程的BL67網(wǎng)關(guān)上) ， 以及50個(gè)帶有載碼體的機(jī)座， 對系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行測試。

　　Geller 為網(wǎng)關(guān)開發(fā)了一個(gè)基于Codesys 的控制器程序， 據(jù)此建立與高級控制計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)連接。 該程序的報(bào)文包含各個(gè)機(jī)架位置和機(jī)座的狀態(tài)和ID， 而作業(yè)計(jì)算機(jī)可讀取報(bào)文， 并通過TCP/IP連接與網(wǎng)關(guān)通信。 在這一測試階段， SZMF公司就已經(jīng)用Labwindows CVI編寫了在用戶計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的機(jī)座位置可視化程序， 可在屏幕上顯示所有機(jī)架位置的狀態(tài)。

　　整個(gè)系統(tǒng)成功通過了超過三個(gè)月的連續(xù)工作測試：機(jī)架位置的讀寫頭能夠可靠地讀取嵌入軋輥機(jī)座的載碼體數(shù)據(jù)。 此外， 工廠還在測試過程中定期檢查數(shù)據(jù)，以確保系統(tǒng)的可靠性。 最后， 工廠在2010年實(shí)施了帶有十個(gè)讀寫頭的系統(tǒng)后續(xù)擴(kuò)展， 為此， 自動化專家們在BL67 I/O系統(tǒng)中為每兩個(gè)讀寫頭另外增加三個(gè)RFID射頻識別模塊。

　　在系統(tǒng)擴(kuò)展中， 操作人員可通過用戶界面激活剩余通道， 并在系統(tǒng)中添加RFID射頻識別載碼體管理功能，然后授權(quán)用戶就可以編輯軋輥機(jī)座的配置和數(shù)據(jù)——剩下的350個(gè)軋輥機(jī)座也配上了載碼體。 軋輥機(jī)架具有對稱設(shè)計(jì)， 因此也可以旋轉(zhuǎn)180度后置入。 為了提供更多的RFID數(shù)據(jù)， 工廠在機(jī)座對面也安裝了更多的RFID載碼體。

　　到目前為止， 控制軋輥機(jī)座分配的10通道RFID 射頻識別系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)運(yùn)行了兩年左右; 作業(yè)計(jì)算機(jī)和材料管理數(shù)據(jù)庫 (MV) 間的網(wǎng)絡(luò)連接也已經(jīng)運(yùn)行了一年半——數(shù)據(jù)庫可通過TCP/IP報(bào)文查詢10個(gè)軋輥機(jī)座的數(shù)據(jù)， 并將其與所存的軋輥機(jī)架進(jìn)行比較; 控制臺上也添加了RFID 射頻識別信息。 因此， 操作人員可對十個(gè)機(jī)架位置進(jìn)行觀察， 并在開始軋制特定批次之前檢查機(jī)架位置是否正確。

　　展望

　　憑借連續(xù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)， SZMF公司已經(jīng)開始為類似應(yīng)用規(guī)劃識別解決方案了， 因此很可能再次使用圖爾克的RFID射頻識別技術(shù)。 Geller 說： “我對圖爾克提供的服務(wù)非常滿意。 不論是信息還是測試設(shè)備， 我們所有的咨詢總能得到快速回應(yīng)。 該應(yīng)用也使圖爾克能夠嘗試新的領(lǐng)域， 并從極端環(huán)境條件的應(yīng)用中獲得更多經(jīng)驗(yàn)。 ”

（轉(zhuǎn)載）