高温载码体在汽车行业的应用——准时化生产

图尔克（天津）传感器有限公司

※ 应用背景

自从2004年起，塔奥汽车部件公司的工厂就迁至比利时根特市，距离沃尔沃工厂仅3公里。它主要生产V50的零件和S40的模型，并将产品直接运往沃尔沃工厂。模制件由火车运往瑞典，并在根特通过焊接组装成汽车底座、车顶、车门、车内悬空部件、车盖。工厂的年产量达22万件。塔奥公司的维修工程师卢克威廉姆斯说：“我们每天大约为700辆车生产零部件，并运往沃尔沃工厂。我们工厂的零件最低储藏量，可用于六小时的生产；最大储藏量可用于18小时的生产。”每天大约需要用卡车运送70次零件到沃尔沃工厂。为了保障运送所需的灵活性和准时性，公司必须确保生产流程的可靠性。为此，生产主要由180多个ABB机械手进行自动操作。

一个像塔奥汽车部件公司根特工厂一样的高度自动化工厂，内部的传送链很大程度上影响着生产效率。透明生产，也就是我们所说的“跟踪追溯”，在此起到至关重要的作用。塔奥汽车部件公司的设计师为此设计安装了RFID。虽然是首次采用这个系统，但是每轮0.5%的错误率还是不尽人意，必须另觅他法。卢克威廉姆斯解释道：“我们生产过程中最大的挑战就是超高温，很多RFID系统也为此而感到困扰。零部件所配备的载码体最终都要经过180℃的烘炉加热，这就产生了一个难题，RFID载码体的电路在如此高温的环境下会发生什么样的变化呢？”

图1 塔奥汽车部件公司工厂

※ 高温挑战

经过一番市场调查，塔奥公司的决策者找到了图尔克公司的BLiden-tRFID系统，它能够承受零下40℃的低温到210℃的高温。威廉姆斯说：“除了耐温性，我们选择BL识别系统的另一个决定性因素是它能够独立运行可编程控制器，这是它专为工业自动化而开发的功能。BLident系统的工作频率是13.56兆赫兹。具有国际标准的高频，低噪音的特性，完全符合系统的整体概念。”

有了第一次失败的经历，塔奥公司在使用图尔克产品之前，对BLident RFID系统进行了全面检测。威廉姆斯说：“作为检测的一部分，我们把载码体挂在180℃的烘炉内十天。即使经过这种程度的硬性测验，系统仍可以正常运作。”图尔克的载码体在离开烘炉后可以直接读写，然而其他的系统都必须先进行冷却。图尔克公司为抗热载码体开发了一种特殊、易于组装拆卸的外壳。只要是按照说明书使用，图尔克产品的保障使用年限为十年。如今，塔奥公司总共用了240个高温载码体。

BLident系统是一个开放性系统，可以和所有传统的现场总线连接。图尔克提供PROFIBUS DP、DeviceNet、Modbus TCP、Profinet和EtherNet/IP的接口。每个接口都拥有自己的数据储存，以自动适应不同应用。依托模块化设计，一个BLident站可以选择使用2、4、6或8个通道。另外，RFID模块还可以通过软件进行调整，每个通道都有各自的读写头，分别采取平行/多路工作方式。这对于两个读写头位置非常接近的情况尤其重要，例如输送链被分为几条分链。

※ 提高效率

威廉姆斯补充说道：“许多传统的RFID系统只能够进行静态读写，而BL识别系统即使识别标签在运动中也能进行读写（动态）。这个特性对我们来讲十分重要。”工厂使用的FRAM载码体（铁磁存储器）能够更快地进行数据传输，并且基本上不需要任何维护。BL识别系统根据载码体传输的不同数据量，处理读写周期的速度最大可达10m/s。“通过使用FRAM载码体，我们每站能够减少的读写时间大约为两秒，这样我们就能够加快传送链的速度——因为不需要停下来进行读写自然就能够提高产量。”