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        2021 IAS展
        傳感器

        圖爾克高效工具 | RFID是工業4.0的關鍵技術

          2021年04月30日  

          只有當產品、工件載具或工具可以被清晰識別或定位時,才能實現智能生產過程。該數據不僅可以用于優化過程,還能實現追蹤或質保。光學識別在許多應用領域的作用有限,而只有RFID解決方案仍可以有效使用,例如圖爾克的BL ident HF/UHF RFID系統。

          優勢

          高度自動化、高度柔性化且緊密聯網的工業生產需要用來識別系統、工具、工件和產品的高效技術。無線RFID識別技術憑借其獨特的優勢,在與其他技術(例如光學識別)的競爭中脫穎而出,因此毫無疑問是工業4.0的核心技術之一。

          當今,許多生產過程中的RFID技術都仍然復雜且耗時。HF技術相對來說較易集成,因為其受空間和物理環境的影響不大。然而,HF技術的范圍有限,因此UHF頻段被用于要求更大靈活性和更大范圍的應用。UHF技術尤其適用于標簽貼在產品而不是工件載具上,保持在原位,難于觸及甚至離開生產地點的情形。批量讀取是UHF技術的另一大優勢。雖然HF技術也能實現同時讀取多個標簽,但其數量限制為大約每次讀取20個。而UHF根據天線數量的不同,可處理200甚至更多個標簽。因此,UHF技術尤其適合用在要求同步讀取多個標簽的物流應用。

          UHF RFID:大范圍和高復雜度

          雖然UHF系統較為復雜,但它們具有更大的靈活性和更大的工作范圍,因此仍然被廣大用戶所接受。與HF技術不同,UHF通信不基于近場的電感耦合,而是基于輻射的電磁波。這實現了更大的檢測范圍,但同時也帶來了副作用,例如讀/寫頭或標簽的相互作用引起的干擾。墻壁上的波反射、金屬物體或含水物體同樣為用戶帶來了挑戰。UHF讀/寫頭提供了一些變量,可以經過設置來檢查這些副作用。例如,大多數設備的輸出功率可以進行可變控制。然而,用戶必須根據應用設置RSSI閥值和其他參數。

          需要同時讀取多個標簽嗎?讀/寫頭或標簽在移動嗎?需要讀寫操作嗎?如果需要,處理速度要求如何?這些是安裝UHF設施的基礎問題,需要在設計系統的早期回答。這同時也是UHF項目為什么需要系統集成商參與的原因。集成商負責安裝用于為客戶ERP、SCADA或MES系統過濾、傳輸以及必要時展示來自RFID的可用信息的中間件。

          UHF需要集成方面的專業知識

          集成業務是傳統制造商最不熟悉的領域,至少在德國是如此。對于典型自動化公司而言,軟件專業知識、IT系統以及編程知識不是他們核心專業知識的必需部分。正因如此,圖爾克與德國各地的系統集成商長期保持合作關系,他們為多個UHF項目的成功實施提供了有力支持。早前,Vilant就確立了在全球進一步擴展的目標,現在它可以充分利用圖爾克完善的全球銷售網絡,涉足許多全球項目。自2018年1月起,該RFID交鑰匙解決方案供應商成為圖爾克集團的一部分,更名為Turck Vilant Systems。

          HF在自動化中不可替代

          UHF主要應用于物流領域,而工廠自動化領域數字生產的開發未來則會使用到HF解決方案 – 部分為結合UHF技術使用。圖爾克的BL ident RFID系統尤其適用于這些混合應用,因為其支持在同一個接口模塊上連接HF和UHF讀/寫頭?,F在,許多情形下接口與控制器的連接都變得非常簡單,尤其是TBEN-S或TBEN-L IP67block模塊中的新RFID接口,它們裝配有通用接口(UI接口)。UI接口使得控制器可以使用RFID通道作為簡易輸入。這樣可以無需為控制器編寫用戶自定義的功能塊。

          OPC UA標準化通信

          如果RFID接口需要與中間件、SCADA、ERP或MES解決方案通信,則用戶很大程度上需要采用專有解決方案甚至自己編寫程序。獨立于平臺的標準OPC UA在此提供了一種解決方案。該標準為與控制器和IT系統的通信提供了標準語言。圖爾克現已在其IP67 RFID接口模塊TBEN-L4-RFID-OPC-UA上直接集成了OPC UA接口。這使得模塊能直接與MES、ERP或其他以太網系統通信。許多云服務也支持OPC UA,因此支持將生產數據傳輸至云,進行監測或分析。

          OPC UA還包含其他規范,尤其是定義了AutoID設備(例如條碼閱讀器或RFID閱讀器)的通信。如果設備支持AutoID設備的配套標準,相關系統可以相互交換。AutoID設備的配套規范還提供了所謂的報告模式,這由圖爾克的讀/寫頭提供支持??蛻粢蚨梢詥舆B續或有限時間的標簽掃描,一旦標簽位于讀/寫頭的磁場范圍內,就可獲得作為事件通知的讀取數據。因此,客戶不再需要任何其他觸發信號,且讀/寫頭將自主地工作,將任何新標簽匯報給客戶端或更高層級的系統。

          安全通信

          OPC UA的另一大優勢是支持安全的加密和身份驗證機制,可以防止非授權訪問數據,尤其是在傳輸數據至ERP和云系統時??蛻粢蚨梢源_保從全球任何地點的安全數據訪問。通過OPC UA的安全通信還通過了BSI(德國信息安全辦公室)的測試和確認。TBEN-L4-RFID-OPC-UA已經提供了必要的數據加密以及安全認證所需的支持,并通過使用合適的安全HTTPS連接的web服務器配置訪問權限。

          HF和UHF兩個頻段都將隨著工業4.0的發展繼續發揮更大的作用。無論如何,來圖爾克尋求RFID項目幫助的客戶都將獲得最有力的支持,因為圖爾克所有的BLident RFID系統都可以更好地支持HF和UHF技術,并且支持同時使用兩種技術。

        標簽:圖爾克  我要反饋
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