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應(yīng)用背景

　　位于德國(guó)杜伊斯堡的鋼鐵公司Hüttenwerke Krupp Mannesmann GmbH (HKM)終年熱氣騰騰。該公司是歐洲領(lǐng)先的鋼鐵制造商，向其合作伙伴（如Thyssen Krupp Steel AG等）提供鋼鐵加工所用的初步產(chǎn)品，即所謂鋼錠或鋼坯（圓形鋼棒）。為了制造這些產(chǎn)品，必須運(yùn)輸、混合、處理熔融金屬。鋼鐵生產(chǎn)所需的原材料利用鐵水罐運(yùn)輸，需要穿過(guò)巨大的倉(cāng)庫(kù)和生產(chǎn)大廳。根據(jù)鐵水桶的大小，加工過(guò)程中必須移動(dòng)90到425噸鐵水，這項(xiàng)工作只有巨型吊車(chē)才能完成。

　　HKM總共約有50臺(tái)巨型吊車(chē)在使用，其中10臺(tái)用于在生產(chǎn)大廳上方運(yùn)送液態(tài)材料。在鋼鐵成型鐵灰漫天的不利條件下，如果某個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)，輕則會(huì)造成大量時(shí)間損失，重則會(huì)損壞吊車(chē)，并造成巨大損失。

使用RFID進(jìn)行校準(zhǔn)

　　由于高溫，鋼鐵生產(chǎn)商HKM最終決定使用圖爾克提供的高溫解決方案。利用BL ident RFID系統(tǒng)以及能在最高100 °C的擴(kuò)展溫度范圍上工作的特殊傳感器，可以精確運(yùn)送并跟蹤鐵水包，精度可達(dá)到1厘米，從而避免在輸送期間或加注原材料時(shí)出錯(cuò)而造成巨大損失。HKM吊車(chē)維護(hù)部門(mén)的技師Wilhelm Leurs說(shuō)：“有句格言說(shuō)‘裝后不理’，圖爾克產(chǎn)品就是這樣：易于安裝，與現(xiàn)有S7控制器結(jié)合完美，至今沒(méi)有發(fā)生操作故障。”

　　圖爾克BL ident RFID解決方案支持BS6L吊車(chē)上的一個(gè)重要控制功能。該吊車(chē)將空的鐵水桶運(yùn)送至裝料區(qū)；在裝料區(qū)，空桶會(huì)被清洗，并視需要予以加熱，以便能再次盛裝液態(tài)原材料。 操作員坐在離地面約16米的一個(gè)小座艙中，借助監(jiān)視器控制機(jī)器。地面上不再有定位器，吊車(chē)的運(yùn)動(dòng)和位置以可視化方式顯示在監(jiān)視器上。 吊起和放下載荷時(shí)，監(jiān)視器幫助吊車(chē)操作員定位吊車(chē)，這就要求系統(tǒng)提供很高的精度。

旋轉(zhuǎn)位置傳感器容易松動(dòng)

　　為使吊車(chē)以受控方式在起吊與裝料位置之間約400米長(zhǎng)的距離上運(yùn)動(dòng)，HKM在轉(zhuǎn)盤(pán)上安裝了一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置傳感器，用來(lái)記錄吊車(chē)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給主控單元。這種方法有一個(gè)問(wèn)題：行程傳感器只能利用巨大轉(zhuǎn)盤(pán)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)來(lái)檢測(cè)吊車(chē)的位置。吊車(chē)的鋼輪在鋼軌上行駛，因此不能排除會(huì)有一定量的松動(dòng)。這將導(dǎo)致不精確性，而行程傳感器無(wú)法予以補(bǔ)償。

　　松動(dòng)的幾厘米會(huì)導(dǎo)致在起吊區(qū)和放下區(qū)發(fā)生嚴(yán)重誤差，使吊車(chē)操作員無(wú)法精確地吊起或放下鐵水桶。 BL ident RFID系統(tǒng)正是在這里發(fā)揮作用。一個(gè)Q80讀寫(xiě)頭安裝在吊車(chē)轉(zhuǎn)盤(pán)附近，記錄安裝在軌道上特定點(diǎn)的應(yīng)答器的信號(hào)，因而無(wú)論有無(wú)松動(dòng)，主控單元中的行程傳感器的位置坐標(biāo)精度都能達(dá)到厘米級(jí)。使用已知的標(biāo)簽位置，控制單元可以校準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的信號(hào)，從而有效防止對(duì)可能的松動(dòng)產(chǎn)生影響。這些標(biāo)簽是專門(mén)設(shè)計(jì)的，可以用在最高210 °C的高溫環(huán)境下。

　　HKM選擇了一個(gè)安裝和維護(hù)成本較低的控制系統(tǒng)，它會(huì)持續(xù)檢測(cè)行程傳感器的信號(hào)，需要時(shí)可以更新控制單元中的這些信號(hào)。 BL ident系統(tǒng)不僅能防止嚴(yán)重事故的發(fā)生，而且使高效供應(yīng)鏈管理成為可能。Leurs說(shuō)：“本著全面監(jiān)控物料的精神，知道吊車(chē)放下載荷的精確位置這一點(diǎn)對(duì)我們很重要，這樣我們就能確定編號(hào)不同的各鐵水桶的位置。”

　　該系統(tǒng)非?？煽?，HKM打算在所有用來(lái)運(yùn)送原材料和最終產(chǎn)品的巨型吊車(chē)上裝備圖爾克 BL ident系統(tǒng)，也就是說(shuō)在該公司位于德國(guó)杜伊斯堡的鋼鐵生產(chǎn)大廳里，將有30臺(tái)巨型吊車(chē)忠實(shí)可靠地運(yùn)送材料。Leurs總結(jié)道：“我們可能并沒(méi)有充分利用BL ident系統(tǒng)的全部潛能，但就我們的控制目的而言，這款解決方案是無(wú)與倫比的。”

用傳感器代替定位器

　　除RFID解決方案外，圖爾克的電感性傳感器經(jīng)過(guò)驗(yàn)證也能用在惡劣的鋼鐵生產(chǎn)環(huán)境下。吊車(chē)使用大型吊鉤吊起并運(yùn)送鐵水包，吊鉤重達(dá)數(shù)噸，每個(gè)吊鉤上都安裝有兩個(gè)達(dá)到IP68保護(hù)等級(jí)的特殊傳感器。這些傳感器記錄鐵水包上的吊環(huán)是否精確、安全地處在片式單鉤中。這里，從離地18米高的座艙中，操作員同樣難以判斷鐵水包是否位于吊鉤上的正確位置。兩個(gè)成90°角放置的傳感器解決了這一問(wèn)題，確保吊環(huán)可靠地跨置于片式吊鉤的整個(gè)表面上。

　　對(duì)Leurs來(lái)說(shuō)，至關(guān)重要且十分可靠的控制工具是BI15-K系列耐熱、耐沖擊、耐振動(dòng)傳感器S100。Leurs補(bǔ)充說(shuō)：“圖爾克傳感器從未出問(wèn)題，因此我們打算在所有運(yùn)送液態(tài)原材料的吊車(chē)上都裝備這種傳感器。” 在鋼鐵生產(chǎn)的惡劣環(huán)境下，熔渣和細(xì)小的金屬灰塵會(huì)進(jìn)入機(jī)器中，妨礙或扭曲傳感器讀數(shù)，而圖爾克特殊傳感器的測(cè)量切換距離最高可達(dá)15毫米，這是它適合用在這種環(huán)境的重要原因。

總結(jié)

　　RFID除了在物流，生產(chǎn)加工，倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)管理等方面可以得到完美的應(yīng)用外，在物體定位方面也可以被廣泛應(yīng)用。