瓦卢瑞克曼内斯曼无缝钢管公司 (Vallourec & Mannesmann Tubes) 在其位于杜塞尔多夫的Rath工厂的轧管机上采用了图尔克的RFID 射频识别系统来识别压辊机座。

　　在轧管机上设置新的轧制批次时， 定径机操作人员需要确保在机架位置使用正确的轧辊机座。 定径机是轧管过程的最后一道工序， 因此如果操作人员在安装过程中使用了错误的机座， 则会在轧制中产生相当大的问题： 管径偏差会超出规定公差， 严重时甚至会损坏轧辊。

　　之前的解决方案亟需改进

　　位于Rath 工厂的轧钢机工人们在定径机的十个轧辊机架位置为不同管径和厚度的钢管安装了不同的轧辊机座， 而为了达到所需效果， 所有的轧辊机座都必须按照要求的管材尺寸进行设计。 现在该工厂拥有大约400个轧辊机座， 因此通过ID号和各种清单手动管理轧辊机座变得越来越复杂， 即使极为谨慎， 也难免因错误使用轧辊机座而导致严重的财务损失。 基于上述， V&M钢管公司提出了在机架位置自动识别轧辊机座这一解决方法， 为此需要一套牢固可靠的RFID射频识别系统来进行生产控制： 在管材尺寸发生变化后扫描和监控所有的轧辊机座的参数是否符合下一批次生产要求。

　　在寻找轧辊机座自动识别系统的过程中， V&M钢管公司的负责人找到了位于杜伊斯堡的SalzgitterMannesmann Forschung GmbH (SZMF)。 SZMF公司的系统工程设计部门， 准确地说是自动化部门， 为德国本土和海外的多家工厂提供了定制化无损检测和光学测量系统。 该部门的Dieter Geller和Gerd-Joachim Deppe博士对V&M钢管公司所需的自动化识别方案进行了专门研究。

　　极端工作条件

　　2008年， 自动化部门的员工们在一场RFID技术大会中收集到了识别技术发展潜力的大量信息。 众所周知，工业过程条件十分苛刻， 且受到严重污染， 而RFID 射频识别技术正是该类环境下应用的最佳选择。 然而， Rath轧钢厂轧制生产线上的工作条件却不仅仅是苛刻和肮脏可以形容的： 除了灰尘、 污垢和周围金属环境， 热钢管以及喷涂设备产生的湿气也使许多系统达到其运行极限。 这些不利的工作条件对任何RFID射频识别系统都提出了严峻的挑战。

　　Geller 说： “经过研究， 我们认为除了图尔克之外没有其他供应商能够提供如此广泛的、 牢固而可靠的RFID射频识别系统组件， 图尔克长读写距离的读写头以及合适的载码体的选择给我们留下了深刻印象。 ” 研究团队利用图尔克产品组建了一个测试系统。 该测试系统包括一个Q80读写头(TNLR-Q80-H1147)， 以及含有可安装在金属材料上的已封装的2K字节载码体。 2009年， 研究团队将读写头和载码体长期暴露于工作现场的温度和污染条件之下， 进行初步耐久性试验。 而长达三个星期的连续测试结果表明这些组件都具有高可靠性。

　　读写头和机座位置的温度测量条显示工作温度可高达75° C， 而Q80读写头和载码体的最高持续工作温度为70° C到85° C (载码体) ， 因此能够在一般条件下实现无故障运行。此外， 在轧钢厂之前使用的解决方案中， 操作人员在将压辊机座推入机架后无法确定轧辊机座的位置偏差， 然而， 新的解决方案具有长距离读写头以及相对较宽的感应范围， 毫无疑问可以确保系统正常工作。 被使用的载码体是塑料封装的， 可直接安装在金属材料或金属环境中——周围塑料使载码体与金属之间产生间隙， 由此使得操作人员可以可靠地访问载码体。

　　在完成耐久性试验后， SZMF 公司又采用额外的BLident组件对Rath轧钢厂进行了可行性研究。 为此， Rath轧钢厂在四台轧辊机座上安装了读写头 (通过ModbusTCP连接到一个可编程的BL67网关上) ， 以及50个带有载码体的机座， 对系统进行连续运行测试。

　　Geller 为网关开发了一个基于Codesys 的控制器程序， 据此建立与高级控制计算机的数据连接。 该程序的报文包含各个机架位置和机座的状态和ID， 而作业计算机可读取报文， 并通过TCP/IP连接与网关通信。 在这一测试阶段， SZMF公司就已经用Labwindows CVI编写了在用户计算机上运行的机座位置可视化程序， 可在屏幕上显示所有机架位置的状态。

　　整个系统成功通过了超过三个月的连续工作测试：机架位置的读写头能够可靠地读取嵌入轧辊机座的载码体数据。 此外， 工厂还在测试过程中定期检查数据，以确保系统的可靠性。 最后， 工厂在2010年实施了带有十个读写头的系统后续扩展， 为此， 自动化专家们在BL67 I/O系统中为每两个读写头另外增加三个RFID射频识别模块。

　　在系统扩展中， 操作人员可通过用户界面激活剩余通道， 并在系统中添加RFID射频识别载码体管理功能，然后授权用户就可以编辑轧辊机座的配置和数据——剩下的350个轧辊机座也配上了载码体。 轧辊机架具有对称设计， 因此也可以旋转180度后置入。 为了提供更多的RFID数据， 工厂在机座对面也安装了更多的RFID载码体。

　　到目前为止， 控制轧辊机座分配的10通道RFID 射频识别系统现在已经运行了两年左右; 作业计算机和材料管理数据库 (MV) 间的网络连接也已经运行了一年半——数据库可通过TCP/IP报文查询10个轧辊机座的数据， 并将其与所存的轧辊机架进行比较; 控制台上也添加了RFID 射频识别信息。 因此， 操作人员可对十个机架位置进行观察， 并在开始轧制特定批次之前检查机架位置是否正确。

　　展望

　　凭借连续运行经验， SZMF公司已经开始为类似应用规划识别解决方案了， 因此很可能再次使用图尔克的RFID射频识别技术。 Geller 说： “我对图尔克提供的服务非常满意。 不论是信息还是测试设备， 我们所有的咨询总能得到快速回应。 该应用也使图尔克能够尝试新的领域， 并从极端环境条件的应用中获得更多经验。 ”