RFID技術在潤滑油生產系統中的應用

★圖爾克（天津）傳感器有限公司 只凱

RFID技術在潤滑油生產系統中的應用

★圖爾克（天津）傳感器有限公司 只凱

本文結合潤滑油行業的發展現狀，介紹了潤滑油生產系統和RFID技術，以及圖爾克RFID產品在潤滑油生產系統中的應用。

潤滑油；圖爾克；RFID

1 行業背景

潤滑油工業是石油化工業的重要組成部分，它的發展與國家宏觀經濟形勢以及交通運輸、機械設備等行業的發展息息相關，同時潤滑油工業也是世界上最龐大的產業鏈之一。在每一個知名的潤滑油品牌背后，都存在著豐富的相關客戶群，蘊藏著巨大的商機。

近幾年來，相對于其他石油石化產品的跌宕起伏，整個潤滑油行業顯得相對平靜。在這期間，沒有特別有影響力的事件發生，使得每個潤滑油企業都在穩步前行。

世界范圍內潤滑油的消費構成主要以車用潤滑油、工業潤滑油、工藝用油、金屬加工液和防銹劑為主。在車用和工業用潤滑油中，用量最大的當屬內燃機油、齒輪油和液壓油三大類，其消費約占潤滑總量的76%左右，是潤滑油發展的主體。

中國汽車產業作為世界汽車產業重要的組成部分，未來十年是其發展的黃金期。今年車市銷量將還會持續增長，這一剛性市場，也將會給潤滑油產業帶來巨大的發展空間。

但是，由于潤滑油生產的工藝繁瑣、過程復雜，這就需要提高生產過程的自動化能力，以滿足企業降低生產成本、提高產品質量的需求。而圖爾克公司的RFID產品恰好能夠滿足各潤滑油生產企業的要求，提高生產線的智能化水平。

2 潤滑油生產系統與RFlD技術

2.1 潤滑油生產系統

潤滑油的生產過程包括：溶劑脫蠟、丙烷脫瀝青、白土精制、加氫精制、潤滑油產品調和、常減壓蒸餾、溶劑精制等流程。其中，調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，將潤滑油基礎油組分和添加劑按比例、順序加入調和容器，用機械攪拌（或壓縮空氣攪拌）、泵抽送循環、管道靜態混合等方法調和均勻，然后按照產品標準采樣分析合格后即為正式產品。

基礎油組分和添加劑需要按照嚴格的順序加入到調和容器中，絕對不允許加錯和反序的情況發生。所以，RFID識別系統的引入就顯得十分必要和關鍵。

2.2 RFID技術

無線射頻識別技術（Radio Frequency Identification，RFID）是一種非接觸式的自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合），實現對被識別物體的自動識別和數據交換。RFID射頻識別的基本原理框圖，如圖1所示。

圖1 RFID基本原理框圖

根據應用環境的不同，RFID系統的組成也會略有區別，但基本都是由讀寫器、電子標簽和通信接口等組成。電子標簽和讀寫器都裝有天線，電子標簽工作所需要的能量可從讀寫器的射頻場內直接獲得。

根據電子標簽和讀寫器之間傳輸信息所使用的頻率，工業現場RFID系統常用的工作頻率包括：高頻（HF）和超高頻（UHF）。由于高頻產品抗工業現場干擾能力強，所以是工業現場主要使用的RFID頻率；而超高頻產品的特點是具有可以修改的EPC碼，并且可以直接讀取EPC碼，并且價格便宜。具體項目選擇哪種頻率的產品，主要還是要根據實際的工作環境和生產工藝來決定。

RFID的優點主要有：

（1）RFID的數據存儲容量非常大，最多可存儲幾千個字節；

（2）RFID由于采用無線射頻的方式進行數據的讀寫，其磁場可以穿透非金屬材料，所以可以在相對復雜的環境下工作（例如油污等）；

（3）RFID載碼體可以根據需要實時修改數據；

（4）RFID可以實現動態識別，這有利于提高生產效率。

2.3 圖爾克RFID系統的應用

調和過程中的RFID識別系統可以說是整個調和過程的防錯關鍵，它可以通過讀取管道上的載碼體信息，讓生產控制系統能夠及時掌握管道的連接情況，從而對整個調和過程進行精確的控制管理。

經過項目前期的實地調研與技術交流，確定潤滑油生產系統調和工藝采用的硬件設備如下：

（1）總線系統選用PROFIBUS DP，現場各工位的RFID讀寫頭接入PROFIBUS DP遠程站中，經由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遠程IO從站選用圖爾克公司BL67系列產品。

（4）RFID讀寫器選用圖爾克公司BLident系列高頻（HF）產品。

RFID系統基本結構圖，如圖2所示。

圖2 RFID系統基本結構圖

主控制器采用的是SIEMENS S7 400系列PLC產品，實現整個系統的控制，保證系統的連續不間斷運行。現場總線協議為PROFIBUS DP，連接現場的各個RFID子站。現場安裝圖爾克公司IP67防護等級的BLident系列RFID產品。控制系統操作的所有讀寫過程，都可由就近的接口模塊完成，并將載碼體數據經總線傳入控制系統。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

調和是潤滑油生產過程中的一個重要環節，操作人員需要將基礎油組分和添加劑按照嚴格的順序加入到調和容器中，不能出現接錯管道或順序的情況發生。

而RFID系統的引入，很好地為客戶解決了以上問題。通過在輸油管道上安裝HF標簽，出油口可以實時識別受油管道。如果出現操作人員接錯管道的情況，系統可以馬上報警提示，并關閉管道閥門。

另外，為了方便編程和后期維護，圖爾克提供了可用于RFID操作的西門子功能塊，用戶無需關注具體的數據處理方式，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），簡化了編程過程，降低了編程難度，也使得現場維護人員可以及時的了解RFID系統的實時工作狀態，并且減少了設備的維護時間，保證了生產線的連續不間斷運行。

圖4 圖爾克RFID功能塊應用展示

2.4 RFID系統的使用效果

通過在調和工藝中使用RFID系統，提高了潤滑油生產過程的穩定性和安全性，系統的各項功能都得到了很好的實現，并且通過了長時間的不間斷生產考驗。

得益于RFID系統卓越的性能和顯著的特點，整個潤滑油生產系統的穩定性、可靠性和高效性被進一步優化和提升，并且從根本上避免了調和錯誤事故的發生，為客戶降低了生產風險，節約了成本，達到了用戶的期望。

3 展望

圖5 圖爾克BLident系列產品

針對讀寫距離要求較近的應用環境，可選用TURCK高頻（HF）RFID產品，并將載碼體（TAG）安裝在管道接頭、罐體上，進行閉環的反復讀寫；針對讀寫距離要求較遠的應用環境，可選用TURCK超高頻（UHF）RFID產品，然后將載碼體（TAG）安裝在罐體等容器上，進行讀寫操作。

總之，針對潤滑油行業，圖爾克基于現場總線技術的IP67防護等級BLident系列RFID產品（如圖5所示），在原材料運輸、生產加工、成品管理等領域，有著更廣闊的應用空間。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，天津大學工程碩士，現任圖爾克（天津）傳感器有限公司RFID產品經理，主要研究方向為工業4.0及RFID技術。