RFID在钢厂的应用

2011/2/11 11:48:22


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。

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