圖爾克RFID產(chǎn)品在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

本刊記者/王燕平

圖爾克（天津）傳感器有限公司 林強(qiáng)

圖爾克RFID產(chǎn)品在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

本刊記者/王燕平

圖爾克（天津）傳感器有限公司產(chǎn)品工程師 李海明

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)自主創(chuàng)新突破的重要機(jī)會(huì)，蘊(yùn)含著巨大的創(chuàng)新空間。在芯片、傳感器、近距離傳輸、海量數(shù)據(jù)處理以及綜合集成、應(yīng)用等領(lǐng)域創(chuàng)新活動(dòng)日趨活躍，創(chuàng)新要素不斷積聚。圖爾克產(chǎn)品工程師李海明認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)在各行各業(yè)的應(yīng)用不斷深化，催生了大量的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用、新模式。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)需求與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》顯示，預(yù)計(jì)2015年中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)整體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到7500億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率超過30%。

圖爾克（天津）傳感器有限公司作為德國(guó)圖爾克集團(tuán)的全資子公司，一直致力于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展，產(chǎn)品涵蓋了從傳感器，中間連接件到現(xiàn)場(chǎng)總線I/O控制器以及射頻識(shí)別系統(tǒng)等幾乎全部的電氣控制產(chǎn)品。最大化地滿足中國(guó)市場(chǎng)的需求，并為本地客戶提供零距離的定制化服務(wù)。李海明提到，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，越來越多的設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，針對(duì)如此巨大的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Γ瑘D爾克提供了RFID產(chǎn)品及相應(yīng)解決方案。

李海明介紹說，圖爾克的RFID產(chǎn)品是基于BL67/20現(xiàn)場(chǎng)總線平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)的，支持幾乎所有現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議，可以方便地與各種控制器或工業(yè)計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)；支持動(dòng)態(tài)讀寫操作和熱插拔。他還特別提到近兩年圖爾克推出的兩款UHF讀寫頭，符合ISO18000-6C/Gen 2國(guó)際通訊標(biāo)準(zhǔn)，并獲得中國(guó)工業(yè)和信息化部頒發(fā)的SRRC認(rèn)證，最大感應(yīng)距離可達(dá)6米。圖爾克還提供適用于各種條件的載碼體，解決了在一些極端環(huán)境下應(yīng)用RFID技術(shù)的難題。

近年來國(guó)家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目給予了大力支持，國(guó)內(nèi)各大煙廠相繼進(jìn)行技術(shù)改造，通過RFID技術(shù)來優(yōu)化庫房管理系統(tǒng)和跟蹤煙草的物料。煙廠立體庫的新建與技改項(xiàng)目猶如雨后春筍般相繼啟動(dòng)。煙草生產(chǎn)的一大特點(diǎn)是原料和產(chǎn)品多樣化，不同的主料、輔料和成品會(huì)分別共享相應(yīng)的存貯庫。片煙庫、煙絲庫、輔料庫、濾棒庫和成品庫物流系統(tǒng)的自動(dòng)化控制是其中的重要組成部分。圖爾克根據(jù)客戶各種不同的工藝流程情況，提供完美的RFID解決方案，在煙草行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。圖爾克的RFID產(chǎn)品及解決方案在汽車制造、冶金、機(jī)床加工、船舶、電力、食品生產(chǎn)、工程機(jī)械等行業(yè)均有廣泛應(yīng)用，積累了大量的成功經(jīng)驗(yàn)。

即便如此，李海明坦言在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)還略顯不足，需要針對(duì)這些行業(yè)繼續(xù)摸索出更加系統(tǒng)的解決方案，以應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的高速發(fā)展。圖爾克也將研發(fā)出更多的RFID新品，推向更多的領(lǐng)域。

RFID在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線上的應(yīng)用

圖爾克（天津）傳感器有限公司 林強(qiáng)

現(xiàn)狀

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車上技術(shù)最密集的關(guān)鍵部件，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過程中，由于被裝配的零件多樣、工藝繁瑣，發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線的精準(zhǔn)就顯得尤為重要。發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線是一條對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件順序裝配的流水線，工位之間的順序是不可逆的，因此, 要求每個(gè)環(huán)節(jié)的控制既可靠又靈活，這樣才能保證生產(chǎn)的連續(xù)性與穩(wěn)定性。將RFID技術(shù)融入到發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線中可以滿足高精度、高效率、高柔性和高質(zhì)量的生產(chǎn)要求。

客戶需求

客戶采用多種類型發(fā)動(dòng)機(jī)混流的均衡化生產(chǎn)方式，對(duì)同一工序要求裝配不同內(nèi)容的設(shè)備。通過RFID技術(shù)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)品種（以下簡(jiǎn)稱“機(jī)種”）自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)調(diào)用對(duì)應(yīng)的正確裝配程序，避免誤裝配。

由于發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線采用配膳與線旁料架結(jié)合的零部件供給物流方式。車間內(nèi)有專門的配膳區(qū)，對(duì)零部件進(jìn)行配送。所以，總裝線需要根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)的機(jī)種，把機(jī)種ID通過RFID傳輸?shù)脚洳蛥^(qū)并在零件架上用指示燈顯示。操作員根據(jù)隨車卡選擇正確的零件放到配餐車上，最后由專人把配餐車投入到生產(chǎn)線。被運(yùn)到生產(chǎn)線旁料架上的零件對(duì)應(yīng)不同機(jī)種，客戶希望通過RFID識(shí)別當(dāng)前生產(chǎn)的機(jī)種，從而指導(dǎo)操作員拿取正確的機(jī)種零件，并且需要把操作員是否已經(jīng)拿取的動(dòng)作信號(hào)反饋到裝配線上形成聯(lián)鎖，當(dāng)操作員沒有拿取或反饋信號(hào)錯(cuò)誤時(shí)，該工位不得放行或裝配線停止。

在各裝配區(qū)域的自動(dòng)測(cè)量和擰緊工位，客戶需要采集測(cè)量數(shù)據(jù)，并通過RFID傳送給線旁PC進(jìn)行整理和評(píng)估，然后做出相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表和質(zhì)量分析。

除了以上需求，為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過程中的數(shù)據(jù)和裝配狀態(tài)被可靠地收集，在每個(gè)裝配工位都要配置RFID讀寫頭。當(dāng)裝有載碼體的托盤進(jìn)入讀寫頭的感應(yīng)磁場(chǎng)時(shí)，載碼體的數(shù)據(jù)被讀寫頭自動(dòng)地寫入/讀出。而整套控制系統(tǒng)則是通過ANDON系統(tǒng)把載碼體與相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)裝配過程的全程跟蹤。

數(shù)字化托盤

嵌入載碼體的托盤被稱為數(shù)字化托盤，被廣泛應(yīng)用在目前所有使用RFID技術(shù)的物流線上。通過數(shù)字化托盤，在這條物流輸送線上可以將載碼體與托盤上的物體一對(duì)一綁定在一起。這樣，該物體在與托盤分離前便有了唯一標(biāo)識(shí)，從而可以在復(fù)雜的混裝線上實(shí)現(xiàn)高度的柔性生產(chǎn)，而且將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在每個(gè)托盤的載碼體內(nèi)還可以簡(jiǎn)化中央數(shù)據(jù)庫及信息系統(tǒng)的邏輯關(guān)系，便于維護(hù)。

與傳統(tǒng)貼有條形碼的托盤相比，數(shù)字化托盤識(shí)讀更為簡(jiǎn)便，而且載碼體適用于惡劣環(huán)境，即使表面有劃痕、污漬也不會(huì)影響正常識(shí)讀。由于托盤在車間內(nèi)部閉環(huán)使用，所以載碼體可以被重復(fù)使用。除此之外，8k字節(jié)的載碼體的存儲(chǔ)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于條形碼。

BLident解決方案

該裝配線采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式，通過現(xiàn)場(chǎng)分布I/ O統(tǒng)一控制裝配線的運(yùn)行及完成各工位間的通訊。而現(xiàn)場(chǎng)信息監(jiān)控系統(tǒng)采用以太網(wǎng)方式，完成裝配線上的信息采集、排產(chǎn)下達(dá)、工位監(jiān)控及裝配提示等功能。根據(jù)這些要求，我們?yōu)榭蛻籼峁﹥煞N不同通訊協(xié)議的網(wǎng)關(guān)，一種網(wǎng)關(guān)通過PROFIBUS DP與MITSUBISHI的PLC進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線控制；另一種網(wǎng)關(guān)通過Modbus/TCP直接與PC連接，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及重要零部件的檢索和追溯。

由于在該項(xiàng)目中，客戶需要將包括發(fā)動(dòng)機(jī)ID，所有零部件ID，每個(gè)軸擰緊的扭矩、旋轉(zhuǎn)角度等大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在載碼體中，所以，我們?yōu)榭蛻籼峁?k字節(jié)載碼體。這樣，客戶可以擁有充足的存儲(chǔ)區(qū)來記錄所需的數(shù)據(jù)。除此之外，客戶擔(dān)心因?yàn)椴淮_定因素，導(dǎo)致載碼體內(nèi)數(shù)據(jù)丟失或讀寫頭無法正常識(shí)讀。為此，圖爾克為客戶提供手持式讀寫器。操作員可以靈活地對(duì)固定在托盤上的載碼體進(jìn)行讀寫操作，從而保證高效率的裝配節(jié)拍，并且避免裝配線長(zhǎng)時(shí)間停滯。

客戶評(píng)價(jià)

該項(xiàng)目的系統(tǒng)集成商是天永機(jī)械電子(上海)有限公司。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人榮傳華在談到BLident產(chǎn)品時(shí)說：“圖爾克模塊化設(shè)計(jì)的耦合器選型很方便，針對(duì)不同的通訊協(xié)議，只需要更換網(wǎng)關(guān)即可。在同一個(gè)項(xiàng)目中，模塊、底板、讀寫頭、載碼體以及BLident線纜都可以選擇一樣的。而且使用起來也非常靈活，每個(gè)網(wǎng)關(guān)最多連接8個(gè)讀寫頭，除此之外，還可以連接其他的數(shù)字量和模擬量的輸入輸出模塊。如果現(xiàn)場(chǎng)需要添加新的點(diǎn)，只需要增加模塊和底板。這樣既可以節(jié)約網(wǎng)關(guān)的成本，又可以減少現(xiàn)場(chǎng)的布線。另外，0～200mm之間的讀寫距離，完全滿足應(yīng)用需要；通過LED燈指示可以清楚地看到讀寫頭和RFID模塊的工作狀態(tài)；預(yù)鑄的線纜減小了安裝的難度；標(biāo)準(zhǔn)的PIB功能模塊簡(jiǎn)化了程序開發(fā)?！?/p>

總結(jié)

RFID技術(shù)給企業(yè)帶來的效益并非只是載碼體與讀寫頭的總和。單單靠這兩種設(shè)備獲得的只是比條形碼更有效的讀寫手段，并不能給企業(yè)帶來長(zhǎng)久的競(jìng)爭(zhēng)力，使企業(yè)本身發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新。

引進(jìn)RFID技術(shù)是企業(yè)在連續(xù)改進(jìn)過程中的一個(gè)階段。要實(shí)現(xiàn)這種根本性的轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新，除了有效的數(shù)據(jù)采集之外，更要對(duì)企業(yè)本身控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，整合企業(yè)現(xiàn)有的各種資源，優(yōu)化流程，有效利用信息的有用價(jià)值，只有這樣才能把RFID技術(shù)的價(jià)值發(fā)揮至極，給企業(yè)帶來更大的效益。