RFID技術(shù)在潤滑油生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

★圖爾克（天津）傳感器有限公司 只凱

RFID技術(shù)在潤滑油生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

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本文結(jié)合潤滑油行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了潤滑油生產(chǎn)系統(tǒng)和RFID技術(shù)，以及圖爾克RFID產(chǎn)品在潤滑油生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

潤滑油；圖爾克；RFID

1 行業(yè)背景

潤滑油工業(yè)是石油化工業(yè)的重要組成部分，它的發(fā)展與國家宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)以及交通運(yùn)輸、機(jī)械設(shè)備等行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，同時(shí)潤滑油工業(yè)也是世界上最龐大的產(chǎn)業(yè)鏈之一。在每一個(gè)知名的潤滑油品牌背后，都存在著豐富的相關(guān)客戶群，蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)。

近幾年來，相對(duì)于其他石油石化產(chǎn)品的跌宕起伏，整個(gè)潤滑油行業(yè)顯得相對(duì)平靜。在這期間，沒有特別有影響力的事件發(fā)生，使得每個(gè)潤滑油企業(yè)都在穩(wěn)步前行。

世界范圍內(nèi)潤滑油的消費(fèi)構(gòu)成主要以車用潤滑油、工業(yè)潤滑油、工藝用油、金屬加工液和防銹劑為主。在車用和工業(yè)用潤滑油中，用量最大的當(dāng)屬內(nèi)燃機(jī)油、齒輪油和液壓油三大類，其消費(fèi)約占潤滑總量的76%左右，是潤滑油發(fā)展的主體。

中國汽車產(chǎn)業(yè)作為世界汽車產(chǎn)業(yè)重要的組成部分，未來十年是其發(fā)展的黃金期。今年車市銷量將還會(huì)持續(xù)增長，這一剛性市場(chǎng)，也將會(huì)給潤滑油產(chǎn)業(yè)帶來巨大的發(fā)展空間。

但是，由于潤滑油生產(chǎn)的工藝繁瑣、過程復(fù)雜，這就需要提高生產(chǎn)過程的自動(dòng)化能力，以滿足企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的需求。而圖爾克公司的RFID產(chǎn)品恰好能夠滿足各潤滑油生產(chǎn)企業(yè)的要求，提高生產(chǎn)線的智能化水平。

2 潤滑油生產(chǎn)系統(tǒng)與RFlD技術(shù)

2.1 潤滑油生產(chǎn)系統(tǒng)

潤滑油的生產(chǎn)過程包括：溶劑脫蠟、丙烷脫瀝青、白土精制、加氫精制、潤滑油產(chǎn)品調(diào)和、常減壓蒸餾、溶劑精制等流程。其中，調(diào)和是潤滑油制備過程的最后一道重要工序，按照油品的配方，將潤滑油基礎(chǔ)油組分和添加劑按比例、順序加入調(diào)和容器，用機(jī)械攪拌（或壓縮空氣攪拌）、泵抽送循環(huán)、管道靜態(tài)混合等方法調(diào)和均勻，然后按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)采樣分析合格后即為正式產(chǎn)品。

基礎(chǔ)油組分和添加劑需要按照嚴(yán)格的順序加入到調(diào)和容器中，絕對(duì)不允許加錯(cuò)和反序的情況發(fā)生。所以，RFID識(shí)別系統(tǒng)的引入就顯得十分必要和關(guān)鍵。

2.2 RFID技術(shù)

無線射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合（電感或電磁耦合），實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換。RFID射頻識(shí)別的基本原理框圖，如圖1所示。

圖1 RFID基本原理框圖

根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，RFID系統(tǒng)的組成也會(huì)略有區(qū)別，但基本都是由讀寫器、電子標(biāo)簽和通信接口等組成。電子標(biāo)簽和讀寫器都裝有天線，電子標(biāo)簽工作所需要的能量可從讀寫器的射頻場(chǎng)內(nèi)直接獲得。

根據(jù)電子標(biāo)簽和讀寫器之間傳輸信息所使用的頻率，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)RFID系統(tǒng)常用的工作頻率包括：高頻（HF）和超高頻（UHF）。由于高頻產(chǎn)品抗工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)干擾能力強(qiáng)，所以是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)主要使用的RFID頻率；而超高頻產(chǎn)品的特點(diǎn)是具有可以修改的EPC碼，并且可以直接讀取EPC碼，并且價(jià)格便宜。具體項(xiàng)目選擇哪種頻率的產(chǎn)品，主要還是要根據(jù)實(shí)際的工作環(huán)境和生產(chǎn)工藝來決定。

RFID的優(yōu)點(diǎn)主要有：

（1）RFID的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量非常大，最多可存儲(chǔ)幾千個(gè)字節(jié)；

（2）RFID由于采用無線射頻的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，其磁場(chǎng)可以穿透非金屬材料，所以可以在相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境下工作（例如油污等）；

（3）RFID載碼體可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)修改數(shù)據(jù)；

（4）RFID可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)識(shí)別，這有利于提高生產(chǎn)效率。

2.3 圖爾克RFID系統(tǒng)的應(yīng)用

調(diào)和過程中的RFID識(shí)別系統(tǒng)可以說是整個(gè)調(diào)和過程的防錯(cuò)關(guān)鍵，它可以通過讀取管道上的載碼體信息，讓生產(chǎn)控制系統(tǒng)能夠及時(shí)掌握管道的連接情況，從而對(duì)整個(gè)調(diào)和過程進(jìn)行精確的控制管理。

經(jīng)過項(xiàng)目前期的實(shí)地調(diào)研與技術(shù)交流，確定潤滑油生產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)和工藝采用的硬件設(shè)備如下：

（1）總線系統(tǒng)選用PROFIBUS DP，現(xiàn)場(chǎng)各工位的RFID讀寫頭接入PROFIBUS DP遠(yuǎn)程站中，經(jīng)由PROFIBUS DP總線連接主控PLC。

（2）主控PLC選用西門子S7-400系列。

（3）PROFIBUS DP遠(yuǎn)程IO從站選用圖爾克公司BL67系列產(chǎn)品。

（4）RFID讀寫器選用圖爾克公司BLident系列高頻（HF）產(chǎn)品。

RFID系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示。

圖2 RFID系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖

主控制器采用的是SIEMENS S7 400系列PLC產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制，保證系統(tǒng)的連續(xù)不間斷運(yùn)行?，F(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議為PROFIBUS DP，連接現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)RFID子站。現(xiàn)場(chǎng)安裝圖爾克公司IP67防護(hù)等級(jí)的BLident系列RFID產(chǎn)品?？刂葡到y(tǒng)操作的所有讀寫過程，都可由就近的接口模塊完成，并將載碼體數(shù)據(jù)經(jīng)總線傳入控制系統(tǒng)。讀寫頭及載碼體安裝方式如圖3所示。

圖3 讀寫頭及載碼體安裝方式

調(diào)和是潤滑油生產(chǎn)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，操作人員需要將基礎(chǔ)油組分和添加劑按照嚴(yán)格的順序加入到調(diào)和容器中，不能出現(xiàn)接錯(cuò)管道或順序的情況發(fā)生。

而RFID系統(tǒng)的引入，很好地為客戶解決了以上問題。通過在輸油管道上安裝HF標(biāo)簽，出油口可以實(shí)時(shí)識(shí)別受油管道。如果出現(xiàn)操作人員接錯(cuò)管道的情況，系統(tǒng)可以馬上報(bào)警提示，并關(guān)閉管道閥門。

另外，為了方便編程和后期維護(hù)，圖爾克提供了可用于RFID操作的西門子功能塊，用戶無需關(guān)注具體的數(shù)據(jù)處理方式，只需了解封裝后的各管腳含義即可完成程序編寫。通過使用圖爾克RFID功能塊（如圖4所示），簡(jiǎn)化了編程過程，降低了編程難度，也使得現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員可以及時(shí)的了解RFID系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，并且減少了設(shè)備的維護(hù)時(shí)間，保證了生產(chǎn)線的連續(xù)不間斷運(yùn)行。

圖4 圖爾克RFID功能塊應(yīng)用展示

2.4 RFID系統(tǒng)的使用效果

通過在調(diào)和工藝中使用RFID系統(tǒng)，提高了潤滑油生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和安全性，系統(tǒng)的各項(xiàng)功能都得到了很好的實(shí)現(xiàn)，并且通過了長時(shí)間的不間斷生產(chǎn)考驗(yàn)。

得益于RFID系統(tǒng)卓越的性能和顯著的特點(diǎn)，整個(gè)潤滑油生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和高效性被進(jìn)一步優(yōu)化和提升，并且從根本上避免了調(diào)和錯(cuò)誤事故的發(fā)生，為客戶降低了生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了成本，達(dá)到了用戶的期望。

3 展望

圖5 圖爾克BLident系列產(chǎn)品

針對(duì)讀寫距離要求較近的應(yīng)用環(huán)境，可選用TURCK高頻（HF）RFID產(chǎn)品，并將載碼體（TAG）安裝在管道接頭、罐體上，進(jìn)行閉環(huán)的反復(fù)讀寫；針對(duì)讀寫距離要求較遠(yuǎn)的應(yīng)用環(huán)境，可選用TURCK超高頻（UHF）RFID產(chǎn)品，然后將載碼體（TAG）安裝在罐體等容器上，進(jìn)行讀寫操作。

總之，針對(duì)潤滑油行業(yè)，圖爾克基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的IP67防護(hù)等級(jí)BLident系列RFID產(chǎn)品（如圖5所示），在原材料運(yùn)輸、生產(chǎn)加工、成品管理等領(lǐng)域，有著更廣闊的應(yīng)用空間。AP

Applications of RFID Technology in Lubricating Oil Production System

Based on the development of lubricating oil industry, this article mainly introduces the lubricating oil production system and RFID technology. In addition, we also discuss the application of TURCK RFID products in lubricating oil production system.

Lubricating oil; TURCK; RFID

只凱（1983-），男，天津人，工程師，天津大學(xué)工程碩士，現(xiàn)任圖爾克（天津）傳感器有限公司RFID產(chǎn)品經(jīng)理，主要研究方向?yàn)楣I(yè)4.0及RFID技術(shù)。