图尔克高效工具RFID识别系统

RFID是工业4.0的关键技术

　　高度自动化、高度柔性化且紧密联网的工业生产需要用来识别系统、工具、工件和产品的高效技术。无线RFID识别技术凭借其独特的优势，在与其他技术(例如光学识别)的竞争中脱颖而出，因此毫无疑问是工业4.0的核心技术之一。只有当产品、工件载具或工具可以被清晰识别或定位时，才能实现智能生产过程。该数据不仅可以用于优化过程，还能实现追踪或质保。光学识别在许多应用领域的作用有限，而只有RFID解决方案仍可以有效使用，例如图尔克的BL ident HF/UHF RFID系统。

　　当今，许多生产过程中的RFID技术都仍然复杂且耗时。HF技术相对来说较易集成，因为其受空间和物理环境的影响不大。然而，HF技术的范围有限，因此UHF频段被用于要求更大灵活性和更大范围的应用。UHF技术尤其适用于标签贴在产品而不是工件载具上，保持在原位，难于触及甚至离开生产地点的情形。批量读取是UHF技术的另一大优势。虽然HF技术也能实现同时读取多个标签，但其数量限制为大约每次读取20个。而UHF根据天线数量的不同，可处理200甚至更多个标签。因此，UHF技术尤其适合用在要求同步读取多个标签的物流应用。

　　UHF RFID：大范围和高复杂度

　　虽然UHF系统较为复杂，但它们具有更大的灵活性和更大的工作范围，因此仍然被广大用户所接受。与HF技术不同，UHF通信不基于近场的电感耦合，而是基于辐射的电磁波。这实现了更大的检测范围，但同时也带来了副作用，例如读/写头或标签的相互作用引起的干扰。墙壁上的波反射、金属物体或含水物体同样为用户带来了挑战。UHF读/写头提供了一些变量，可以经过设置来检查这些副作用。例如，大多数设备的输出功率可以进行可变控制。然而，用户必须根据应用设置RSSI阀值和其他参数。

　　需要同时读取多个标签吗?读/写头或标签在移动吗?需要读写操作吗?如果需要，处理速度要求如何?这些是安装UHF设施的基础问题，需要在设计系统的早期回答。这同时也是UHF项目为什么需要系统集成商参与的原因。集成商负责安装用于为客户ERP、SCADA或MES系统过滤、传输以及必要时展示来自RFID的可用信息的中间件。

　　UHF需要集成方面的专业知识

　　集成业务是传统制造商最不熟悉的领域，至少在德国是如此。对于典型自动化公司而言，软件专业知识、IT系统以及编程知识不是他们核心专业知识的必需部分。正因如此，图尔克与德国各地的系统集成商长期保持合作关系，他们为多个UHF项目的成功实施提供了有力支持。早前，Vilant就确立了在全球进一步扩展的目标，现在它可以充分利用图尔克完善的全球销售网络，涉足许多全球项目。自2018年1月起，该RFID交钥匙解决方案供应商成为图尔克集团的一部分，更名为Turck Vilant Systems。

　　HF在自动化中不可替代

　　UHF主要应用于物流领域，而工厂自动化领域数字生产的开发未来则会使用到HF解决方案 – 部分为结合UHF技术使用。图尔克的BL ident RFID系统尤其适用于这些混合应用，因为其支持在同一个接口模块上连接HF和UHF读/写头。现在，许多情形下接口与控制器的连接都变得非常简单，尤其是TBEN-S或TBEN-L IP67block模块中的新RFID接口，它们装配有通用接口(UI接口)。UI接口使得控制器可以使用RFID通道作为简易输入。这样可以无需为控制器编写用户自定义的功能块。

　　OPC UA标准化通信

　　如果RFID接口需要与中间件、SCADA、ERP或MES解决方案通信，则用户很大程度上需要采用专有解决方案甚至自己编写程序。独立于平台的标准OPC UA在此提供了一种解决方案。该标准为与控制器和IT系统的通信提供了标准语言。图尔克现已在其IP67 RFID接口模块TBEN-L4-RFID-OPC-UA上直接集成了OPC UA接口。这使得模块能直接与MES、ERP或其他以太网系统通信。许多云服务也支持OPC UA，因此支持将生产数据传输至云，进行监测或分析。

　　OPC UA还包含其他规范，尤其是定义了AutoID设备(例如条码阅读器或RFID阅读器)的通信。如果设备支持AutoID设备的配套标准，相关系统可以相互交换。AutoID设备的配套规范还提供了所谓的报告模式，这由图尔克的读/写头提供支持。客户因而可以启动连续或有限时间的标签扫描，一旦标签位于读/写头的磁场范围内，就可获得作为事件通知的读取数据。因此，客户不再需要任何其他触发信号，且读/写头将自主地工作，将任何新标签汇报给客户端或更高层级的系统。

　　安全通信

　　OPC UA的另一大优势是支持安全的加密和身份验证机制，可以防止非授权访问数据，尤其是在传输数据至ERP和云系统时。客户因而可以确保从全球任何地点的安全数据访问。通过OPC UA的安全通信还通过了BSI(德国信息安全办公室)的测试和确认。TBEN-L4-RFID-OPC-UA已经提供了必要的数据加密以及安全认证所需的支持，并通过使用合适的安全HTTPS连接的web服务器配置访问权限。

　　HF和UHF两个频段都将随着工业4.0的发展继续发挥更大的作用。无论如何，来图尔克寻求RFID项目帮助的客户都将获得最有力的支持，因为图尔克所有的BLident RFID系统都可以更好地支持HF和UHF技术，并且支持同时使用两种技术。