優(yōu)勢

高度自動化、高度柔性化且緊密聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)生產(chǎn)需要用來識別系統(tǒng)、工具、工件和產(chǎn)品的高效技術(shù)。無線RFID識別技術(shù)憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢，在與其他技術(shù)（例如光學(xué)識別）的競爭中脫穎而出，因此毫無疑問是工業(yè)4.0的核心技術(shù)之一。

當(dāng)今，許多生產(chǎn)過程中的RFID技術(shù)都仍然復(fù)雜且耗時。HF技術(shù)相對來說較易集成，因為其受空間和物理環(huán)境的影響不大。然而，HF技術(shù)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(yīng)用。UHF技術(shù)尤其適用于標(biāo)簽貼在產(chǎn)品而不是工件載具上，保持在原位，難于觸及甚至離開生產(chǎn)地點(diǎn)的情形。批量讀取是UHF技術(shù)的另一大優(yōu)勢。雖然HF技術(shù)也能實(shí)現(xiàn)同時讀取多個標(biāo)簽，但其數(shù)量限制為大約每次讀取20個。而UHF根據(jù)天線數(shù)量的不同，可處理200甚至更多個標(biāo)簽。因此，UHF技術(shù)尤其適合用在要求同步讀取多個標(biāo)簽的物流應(yīng)用。

UHF RFID：大范圍和高復(fù)雜度

雖然UHF系統(tǒng)較為復(fù)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(shù)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(shí)現(xiàn)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(biāo)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(zhàn)。UHF讀/寫頭提供了一些變量，可以經(jīng)過設(shè)置來檢查這些副作用。例如，大多數(shù)設(shè)備的輸出功率可以進(jìn)行可變控制。然而，用戶必須根據(jù)應(yīng)用設(shè)置RSSI閥值和其他參數(shù)。

需要同時讀取多個標(biāo)簽嗎？讀/寫頭或標(biāo)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(shè)施的基礎(chǔ)問題，需要在設(shè)計系統(tǒng)的早期回答。這同時也是UHF項目為什么需要系統(tǒng)集成商參與的原因。集成商負(fù)責(zé)安裝用于為客戶ERP、SCADA或MES系統(tǒng)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(yè)知識

集成業(yè)務(wù)是傳統(tǒng)制造商最不熟悉的領(lǐng)域，至少在德國是如此。對于典型自動化公司而言，軟件專業(yè)知識、IT系統(tǒng)以及編程知識不是他們核心專業(yè)知識的必需部分。正因如此，圖爾克與德國各地的系統(tǒng)集成商長期保持合作關(guān)系，他們?yōu)槎鄠€UHF項目的成功實(shí)施提供了有力支持。

集成UHF RFID系統(tǒng)對圖爾克具有戰(zhàn)略重要性，這是其收購一家RFID集成合作伙伴大部分股權(quán)的原因之一。這個正確的合作伙伴在2017年被發(fā)現(xiàn)，他就是Vilant公司，旗下有4個子公司，經(jīng)營15年來在全球35個國家共安裝了超過1000個RFID系統(tǒng)，在工業(yè)RFID系統(tǒng)業(yè)務(wù)領(lǐng)域有著舉足輕重的地位。早前，Vilant就確立了在全球進(jìn)一步擴(kuò)展的目標(biāo)，現(xiàn)在它可以充分利用圖爾克完善的全球銷售網(wǎng)絡(luò)，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(yīng)商成為圖爾克集團(tuán)的一部分，更名為Turck Vilant Systems。

HF在自動化中不可替代

UHF主要應(yīng)用于物流領(lǐng)域，而工廠自動化領(lǐng)域數(shù)字生產(chǎn)的開發(fā)未來則會使用到HF解決方案 – 部分為結(jié)合UHF技術(shù)使用。圖爾克的BL ident RFID系統(tǒng)尤其適用于這些混合應(yīng)用，因為其支持在同一個接口模塊上連接HF和UHF讀/寫頭?，F(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)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(dú)立于平臺的標(biāo)準(zhǔn)OPC UA在此提供了一種解決方案。該標(biāo)準(zhǔn)為與控制器和IT系統(tǒng)的通信提供了標(biāo)準(zhǔn)語言。圖爾克現(xiàn)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(wǎng)系統(tǒng)通信。許多云服務(wù)也支持OPC UA，因此支持將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸至云，進(jìn)行監(jiān)測或分析。

OPC UA還包含其他規(guī)范，尤其是定義了AutoID設(shè)備（例如條碼閱讀器或RFID閱讀器）的通信。如果設(shè)備支持AutoID設(shè)備的配套標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)系統(tǒng)可以相互交換。AutoID設(shè)備的配套規(guī)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(xù)或有限時間的標(biāo)簽掃描，一旦標(biāo)簽位于讀/寫頭的磁場范圍內(nèi)，就可獲得作為事件通知的讀取數(shù)據(jù)。因此，客戶不再需要任何其他觸發(fā)信號，且讀/寫頭將自主地工作，將任何新標(biāo)簽匯報給客戶端或更高層級的系統(tǒng)。

安全通信

OPC UA的另一大優(yōu)勢是支持安全的加密和身份驗證機(jī)制，可以防止非授權(quán)訪問數(shù)據(jù)，尤其是在傳輸數(shù)據(jù)至ERP和云系統(tǒng)時?？蛻粢蚨梢源_保從全球任何地點(diǎn)的安全數(shù)據(jù)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(rèn)。TBEN-L4-RFID-OPC-UA已經(jīng)提供了必要的數(shù)據(jù)加密以及安全認(rèn)證所需的支持，并通過使用合適的安全HTTPS連接的web服務(wù)器配置訪問權(quán)限。

HF和UHF兩個頻段都將隨著工業(yè)4.0的發(fā)展繼續(xù)發(fā)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(tǒng)都可以更好地支持HF和UHF技術(shù)，并且支持同時使用兩種技術(shù)。