RFID在钢厂的应用

　　应用背景

　　位于德国杜伊斯堡的钢铁公司Hüttenwerke Krupp Mannesmann GmbH (HKM)终年热气腾腾。该公司是欧洲领先的钢铁制造商，向其合作伙伴（如Thyssen Krupp Steel AG等）提供钢铁加工所用的初步产品，即所谓钢锭或钢坯（圆形钢棒）。为了制造这些产品，必须运输、混合、处理熔融金属。钢铁生产所需的原材料利用铁水罐运输，需要穿过巨大的仓库和生产大厅。根据铁水桶的大小，加工过程中必须移动90到425吨铁水，这项工作只有巨型吊车才能完成。

　　HKM总共约有50台巨型吊车在使用，其中10台用于在生产大厅上方运送液态材料。在钢铁成型铁灰漫天的不利条件下，如果某个环节出错，轻则会造成大量时间损失，重则会损坏吊车，并造成巨大损失。

　　使用RFID进行校准

　　由于高温，钢铁生产商HKM最终决定使用图尔克提供的高温解决方案。利用BL ident RFID系统以及能在最高100 °C的扩展温度范围上工作的特殊传感器，可以精确运送并跟踪铁水包，精度可达到1厘米，从而避免在输送期间或加注原材料时出错而造成巨大损失。HKM吊车维护部门的技师Wilhelm Leurs说：“有句格言说‘装后不理’，图尔克产品就是这样：易于安装，与现有S7控制器结合完美，至今没有发生操作故障。”

　　图尔克BL ident RFID解决方案支持BS6L吊车上的一个重要控制功能。该吊车将空的铁水桶运送至装料区；在装料区，空桶会被清洗，并视需要予以加热，以便能再次盛装液态原材料。 操作员坐在离地面约16米的一个小座舱中，借助监视器控制机器。地面上不再有定位器，吊车的运动和位置以可视化方式显示在监视器上。 吊起和放下载荷时，监视器帮助吊车操作员定位吊车，这就要求系统提供很高的精度。

　　旋转位置传感器容易松动

　　为使吊车以受控方式在起吊与装料位置之间约400米长的距离上运动，HKM在转盘上安装了一个旋转位置传感器，用来记录吊车运动数据并将其发送给主控单元。这种方法有一个问题：行程传感器只能利用巨大转盘的实际旋转来检测吊车的位置。吊车的钢轮在钢轨上行驶，因此不能排除会有一定量的松动。这将导致不精确性，而行程传感器无法予以补偿。

　　松动的几厘米会导致在起吊区和放下区发生严重误差，使吊车操作员无法精确地吊起或放下铁水桶。 BL ident RFID系统正是在这里发挥作 用。一个Q80读写头安装在吊车转盘附近，记录安装在轨道上特定点的应答器的信号，因而无论有无松动，主控单元中的行程传感器的位置坐标精度都能达到厘米级。使用已知的标签位置，控制单元可以校准旋转位置传感器的信号，从而有效防止对可能的松动产生影响。这些标签是专门设计的，可以用在最高210 °C的高温环境下。

　　HKM选择了一个安装和维护成本较低的控制系统，它会持续检测行程传感器的信号，需要时可以更新控制单元中的这些信号。 BL ident系统不仅能防止严重事故的发生，而且使高效供应链管理成为可能。Leurs说：“本着全面监控物料的精神，知道吊车放下载荷的精确位置这一点对我们很重要，这样我们就能确定编号不同的各铁水桶的位置。”

　　该系统非常可靠，HKM打算在所有用来运送原材料和最终产品的巨型吊车上装备图尔克 BL ident系统，也就是说在该公司位于德国杜伊斯堡的钢铁生产大厅里，将有30台巨型吊车忠实可靠地运送材料。Leurs总结道：“我们可能并没有充分利用BL ident系统的全部潜能，但就我们的控制目的而言，这款解决方案是无与伦比的。”

　　用传感器代替定位器

　　除RFID解决方案外，图尔克的电感性传感器经过验证也能用在恶劣的钢铁生产环境下。吊车使用大型吊钩吊起并运送铁水包，吊钩重达数吨，每个吊钩上都安装有两个达到IP68保护等级的特殊传感器。这些传感器记录铁水包上的吊环是否精确、安全地处在片式单钩中。这里，从离地18米高的座舱中，操作员同样难以判断铁水包是否位于吊钩上的正确位置。两个成90°角放置的传感器解决了这一问题，确保吊环可靠地跨置于片式吊钩的整个表面上。

　　对Leurs来说，至关重要且十分可靠的控制工具是BI15-K系列耐热、耐冲击、耐振动传感器S100。Leurs补充说：“图尔克传感器从未出问题，因此我们打算在所有运送液态原材料的吊车上都装备这种传感器。” 在钢铁生产的恶劣环境下，熔渣和细小的金属灰尘会进入机器中，妨碍或扭曲传感器读数，而图尔克特殊传感器的测量切换距离最高可达15毫米，这是它适合用在这种环境的重要原因。

　　总结

　　RFID除了在物流，生产加工，仓库存储管理等方面可以得到完美的应用外，在物体定位方面也可以被广泛应用。