1　行业背景

在全球“工业4.0”和《中国制造2025》的大背景下，我国的汽车行业正经历着从汽车生产大国到生产强国转变的过程。汽车零部件作为汽车工业的基础，是保持汽车行业持续快速发展的重要条件。尤其是现在汽车行业正在轰轰烈烈、如火如荼开展的自主研发与创新，这就尤其需要一个完整的零部件体系作支撑。整车自主品牌的技术创新需要零部件作基础，零部件的自主创新又对整车产业的发展产生强大推动力，他们是相互影响、相互作用的，没有整车的自主品牌，强大零部件体系的研发创新能力也就难以迸发，没有强大零部件体系的支撑，自主品牌的做大作强将难以为继。

另外，随着汽车保有量的迅速增加，汽车尾气对环境的影响越来越受到重视，各国对汽车尾气的排放标准也有了更严格的要求。环保、更低的排放标准正好是涡轮增压器一个很重要的特点。在污染日趋严重的今天，一个有高度责任感的汽车制造商不仅要满足客户对汽车的驾乘欲望，有足够的驾驶乐趣，更要以保护环境、创造良好的生存空间为己任。涡轮增压器正好能满足既提高燃油经济性，降低排放，同时又不会以失去驾驶乐趣为代价的综合性要求。因为增压会给燃烧室提供更多的空气，使燃烧更彻底，排放更干净。因此，涡轮增压器作为提高功率、减少排放的核心装置之一，正被越来越多的应用在各种型号的汽车上。

现今，各汽车零部件生产企业也开始逐步提高生产线的智能化程度，以适应当前的技术发展形势。随着汽车生产质量的要求越来越高，对其零部件进行质量控制和信息追溯就显得十分的重要。图尔克公司的RFID产品恰好能够满足各汽车零部件生产厂的要求，提高生产线的信息化水平。

2　RFID与涡轮增压器生产线

2.1　RFID

RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术。可通过无线讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的通讯频率有低频、高频、超高频等。

从概念上来讲，RFID类似于条码扫描。对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读取器利用光信号将信息由条形码传送到扫描读取器；而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签，利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。

标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池。标签包含了电子存储的信息，最大数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。

RFID的优点主要有：

（1）RFID的数据存储容量非常大，最多可存储几千个字节；

（2）RFID由于采用无线射频的方式进行数据的读写，其磁场可以穿透非金属材料，所以可以在相对复杂的环境下工作；

（3）RFID可以根据需要实时修改数据；

（4）RFID可以实现动态识别，这有利于提高生产线的生产节拍。

2.2　涡轮增压器生产线

涡轮增压器的生产检测工艺主要有核心体水道密封检测、核心体总成泄漏测试、气压壳密封测试、气压壳上各种阀功能及泄漏测试、叶前间隙测试、涡前间隙测试、轴向间隙测试、径向间隙测试、总成密封测试、涡轮转子灵活性测试、三壳角度检测等。装配线采用自动生产管理系统，可以对生产过程进行实时监控、数据收集处理、状态标记，并与控制系统相集成，对设备进行控制。装配工作台对零部件进行预装、拧紧、压装、视觉检测、RFID识别，同时具备运用机械、电气防漏防错技术以及力、位置等在线检测功能，防止错装、漏装、装不到位或者质量缺陷。

以工业控制计算机为核心，综合管理可以依据多种条件进行统计，生成报表，可以根据产品序列号等信息追溯检索生产时记录的各种信息。报表、检索功能可以脱离生产线单独为管理、售后服务等方面使用。

3　图尔克产品应用

图尔克针对客户现场环境和载码体需要安装在托盘底部等需求，经过深入交流，推荐了具有IP67防护等级的HF RFID产品，成功地满足了客户的需求。

控制系统的组成：

（1）RFID产品：图尔克BLident HF系列；

（2）主控制器：SIEMENS S7 300 PLC；

（3）现场总线协议：PROFIBUS DP。

主控制器采用的是SIEMENS S7 300系列PLC产品，实现整个系统的控制，保证系统的连续不间断运行。现场总线为PROFIBUS DP网络，连接现场的各个RFID子站。现场安装图尔克公司IP67防护等级的BLident系列RFID产品。控制系统操作的所有读写过程，都可由就近的接口模块完成，并将载码体内数据经总线传入控制系统。

读写头及载码体安装方式

涡轮增压器的生产是一个十分复杂的过程，其中每个零部件的安装及测试都十分重要，任何一个环节出现问题都会影响到产品的质量。所以在涡轮增压器的生产过程中需要一种实时的信息化管控系统，及时存储和记录产品的每一步操作及相应的检测结果。

而RFID系统的引入，很好地为客户解决了上述问题。通过在涡轮增压器夹具托盘上安装HF载码体，每个操作工位和检测工位安装HF读写头，可以根据需要实时读取和写入当前托盘上产品的生产状态及检测结果，在产品下线时进行信息汇总并上传至服务器中，同时将数据与此产品的串号进行绑定。

例如在零件安装工位，夹具托盘到位后，系统会通过RFID读写头读取本工位托盘上的载码体数据，得到当前的涡轮增压器型号，再根据不同的型号来指示操作人员按顺序安装需要的零件。各部件安装完毕后，经操作人员确认，系统会通过RFID读写头将本工位进行的各安装操作写入到夹具托盘的载码体中。

在各检测工位，夹具托盘到位后，系统同样会通过RFID读写头读取此工位托盘上的载码体数据，得到当前的涡轮增压器型号及各零部件的安装情况，然后控制器再操作不同的检测设备对其进行性能测试。测试完毕后，再将测试结果写入到夹具托盘的载码体中。

所以，RFID系统的引入，从根本上避免了生产质量事故的发生，为客户降低了生产风险，节约了成本。得益于图尔克BLident系列RFID产品卓越的性能和显著的特点，涡轮增压器生产线在运行过程中稳定性、可靠性和高效性被进一步优化和提升，达到了客户的期望。

4　客户增值

针对读写距离要求较近的应用环境，可选用图尔克高频（HF）RFID产品，并将载码体（TAG）安装在托盘等载具上，进行闭环的反复读写；针对读写距离要求较远的应用环境，可选用图尔克超高频（UHF）RFID产品，然后将载码体（TAG）安装到产品本体或托盘上，进行读写操作。

BLident系列产品

（1）图尔克拥有多种防护等级的接口模块（IP69K、IP67、IP20），能够很好地适应各种现场环境。

（2）BLident系列所有模块都支持热插拔，并且高频HF和超高频UHF读写头可以安装到同一个接口模块上。

（3）单个站最多支持8个通道, 还可兼容常规数字量、模拟量的I/O模块。

（4）支持PROFIBUS DP、DeviceNet?、EtherNet Modbus-TCP、 PROFINET IO、EtherNet/IP等现场总线协议，并可选配可编程网关。

（5）拥有多种类型载码体（金属表面安装、耐高温等），满足客户各种工业环境下的安装要求。

总之，针对汽车零部件行业，图尔克基于现场总线的IP67防护等级BLident系列RFID产品，在原材料运输、生产加工、成品管理等领域，有着更广阔的应用空间。

作者简介

只凯，男，天津人，天津理工大学工学学士，天津大学工程硕士，工程师，现就职于图尔克（天津）传感器有限公司，主要从事现场总线及RFID应用方面的研究。

产品推荐

用于EtherCAT的紧凑型RFID I/O模块

2016年3月15日，图尔克在汉诺威工业博览会上首次推出带EtherCAT接口的紧凑型RFID模块。该坚固外壳的IP67 I/O模块使得BLident RFID系统能够直接连接Ethercat主站系统。通过这种方式，控制器可以读取和处理来自BLident系统的大数据集。该过程通过非循环服务被执行，因此数据在控制器中始终即时可用，并且时间和决策关键数据可被实时处理。为此，图尔克提供了可在控制器中被处理的标准功能模块，从而简化了RFID在用户系统中的集成。

通过每个通道1万6千字节的存储区，紧凑型模块为处理大数据提供了足够大的存储空间。读写命令还可被直接保存在模块中，以缩短反应时间和提高处理速度。这使得系统能够更快速地对应用做出响应。

如同所有BL i d e nt模块，新系统还允许HF（高频）和UHF（超高频）读写头并行操作。这为客户提供了更大的灵活性，并可根据应用确定要使用的RFID技术。

摘自《自动化博览》2016年6月刊