圖爾克RFID產品在物聯網的應用

本刊記者/王燕平

圖爾克（天津）傳感器有限公司 林強

圖爾克RFID產品在物聯網的應用

本刊記者/王燕平

圖爾克（天津）傳感器有限公司產品工程師 李海明

物聯網是新一代信息技術自主創新突破的重要機會，蘊含著巨大的創新空間。在芯片、傳感器、近距離傳輸、海量數據處理以及綜合集成、應用等領域創新活動日趨活躍，創新要素不斷積聚。圖爾克產品工程師李海明認為，物聯網在各行各業的應用不斷深化，催生了大量的新技術、新產品、新應用、新模式。據前瞻產業研究院發布的《中國物聯網行業應用領域市場需求與投資預測分析報告》顯示，預計2015年中國物聯網整體市場規模將達到7500億元，年復合增長率超過30%。

圖爾克（天津）傳感器有限公司作為德國圖爾克集團的全資子公司，一直致力于工業自動化領域的發展，產品涵蓋了從傳感器，中間連接件到現場總線I/O控制器以及射頻識別系統等幾乎全部的電氣控制產品。最大化地滿足中國市場的需求，并為本地客戶提供零距離的定制化服務。李海明提到，隨著物聯網的不斷發展，越來越多的設備實現互聯，針對如此巨大的物聯網市場發展潛力，圖爾克提供了RFID產品及相應解決方案。

李海明介紹說，圖爾克的RFID產品是基于BL67/20現場總線平臺進行開發的，支持幾乎所有現場總線通訊協議，可以方便地與各種控制器或工業計算機交換數據；支持動態讀寫操作和熱插拔。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國際通訊標準，并獲得中國工業和信息化部頒發的SRRC認證，最大感應距離可達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境下應用RFID技術的難題。

近年來國家對物聯網項目給予了大力支持，國內各大煙廠相繼進行技術改造，通過RFID技術來優化庫房管理系統和跟蹤煙草的物料。煙廠立體庫的新建與技改項目猶如雨后春筍般相繼啟動。煙草生產的一大特點是原料和產品多樣化，不同的主料、輔料和成品會分別共享相應的存貯庫。片煙庫、煙絲庫、輔料庫、濾棒庫和成品庫物流系統的自動化控制是其中的重要組成部分。圖爾克根據客戶各種不同的工藝流程情況，提供完美的RFID解決方案，在煙草行業得到了廣泛的應用。圖爾克的RFID產品及解決方案在汽車制造、冶金、機床加工、船舶、電力、食品生產、工程機械等行業均有廣泛應用，積累了大量的成功經驗。

即便如此，李海明坦言在物聯網領域的經驗還略顯不足，需要針對這些行業繼續摸索出更加系統的解決方案，以應對物聯網市場的高速發展。圖爾克也將研發出更多的RFID新品，推向更多的領域。

RFID在發動機裝配線上的應用

圖爾克（天津）傳感器有限公司 林強

現狀

發動機是汽車上技術最密集的關鍵部件，在汽車發動機裝配過程中，由于被裝配的零件多樣、工藝繁瑣，發動機裝配線的精準就顯得尤為重要。發動機裝配線是一條對發動機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, 要求每個環節的控制既可靠又靈活，這樣才能保證生產的連續性與穩定性。將RFID技術融入到發動機裝配線中可以滿足高精度、高效率、高柔性和高質量的生產要求。

客戶需求

客戶采用多種類型發動機混流的均衡化生產方式，對同一工序要求裝配不同內容的設備。通過RFID技術進行發動機品種（以下簡稱“機種”）自動識別，自動調用對應的正確裝配程序，避免誤裝配。

由于發動機裝配線采用配膳與線旁料架結合的零部件供給物流方式。車間內有專門的配膳區，對零部件進行配送。所以，總裝線需要根據當前生產的機種，把機種ID通過RFID傳輸到配餐區并在零件架上用指示燈顯示。操作員根據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線。被運到生產線旁料架上的零件對應不同機種，客戶希望通過RFID識別當前生產的機種，從而指導操作員拿取正確的機種零件，并且需要把操作員是否已經拿取的動作信號反饋到裝配線上形成聯鎖，當操作員沒有拿取或反饋信號錯誤時，該工位不得放行或裝配線停止。

在各裝配區域的自動測量和擰緊工位，客戶需要采集測量數據，并通過RFID傳送給線旁PC進行整理和評估，然后做出相應的統計報表和質量分析。

除了以上需求，為了保證發動機裝配過程中的數據和裝配狀態被可靠地收集，在每個裝配工位都要配置RFID讀寫頭。當裝有載碼體的托盤進入讀寫頭的感應磁場時，載碼體的數據被讀寫頭自動地寫入/讀出。而整套控制系統則是通過ANDON系統把載碼體與相應的發動機關聯起來，實現裝配過程的全程跟蹤。

數字化托盤

嵌入載碼體的托盤被稱為數字化托盤，被廣泛應用在目前所有使用RFID技術的物流線上。通過數字化托盤，在這條物流輸送線上可以將載碼體與托盤上的物體一對一綁定在一起。這樣，該物體在與托盤分離前便有了唯一標識，從而可以在復雜的混裝線上實現高度的柔性生產，而且將數據存儲在每個托盤的載碼體內還可以簡化中央數據庫及信息系統的邏輯關系，便于維護。

與傳統貼有條形碼的托盤相比，數字化托盤識讀更為簡便，而且載碼體適用于惡劣環境，即使表面有劃痕、污漬也不會影響正常識讀。由于托盤在車間內部閉環使用，所以載碼體可以被重復使用。除此之外，8k字節的載碼體的存儲能力遠遠大于條形碼。

BLident解決方案

該裝配線采用現場總線控制方式，通過現場分布I/ O統一控制裝配線的運行及完成各工位間的通訊。而現場信息監控系統采用以太網方式，完成裝配線上的信息采集、排產下達、工位監控及裝配提示等功能。根據這些要求，我們為客戶提供兩種不同通訊協議的網關，一種網關通過PROFIBUS DP與MITSUBISHI的PLC進行通訊，實現現場總線控制；另一種網關通過Modbus/TCP直接與PC連接，達到現場信息實時監控，以及重要零部件的檢索和追溯。

由于在該項目中，客戶需要將包括發動機ID，所有零部件ID，每個軸擰緊的扭矩、旋轉角度等大量數據存儲在載碼體中，所以，我們為客戶提供8k字節載碼體。這樣，客戶可以擁有充足的存儲區來記錄所需的數據。除此之外，客戶擔心因為不確定因素，導致載碼體內數據丟失或讀寫頭無法正常識讀。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固定在托盤上的載碼體進行讀寫操作，從而保證高效率的裝配節拍，并且避免裝配線長時間停滯。

客戶評價

該項目的系統集成商是天永機械電子(上海)有限公司。項目負責人榮傳華在談到BLident產品時說：“圖爾克模塊化設計的耦合器選型很方便，針對不同的通訊協議，只需要更換網關即可。在同一個項目中，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，每個網關最多連接8個讀寫頭，除此之外，還可以連接其他的數字量和模擬量的輸入輸出模塊。如果現場需要添加新的點，只需要增加模塊和底板。這樣既可以節約網關的成本，又可以減少現場的布線。另外，0～200mm之間的讀寫距離，完全滿足應用需要；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；預鑄的線纜減小了安裝的難度；標準的PIB功能模塊簡化了程序開發?！?/p>

總結

RFID技術給企業帶來的效益并非只是載碼體與讀寫頭的總和。單單靠這兩種設備獲得的只是比條形碼更有效的讀寫手段，并不能給企業帶來長久的競爭力，使企業本身發生根本性轉變和創新。

引進RFID技術是企業在連續改進過程中的一個階段。要實現這種根本性的轉變和創新，除了有效的數據采集之外，更要對企業本身控制系統進行升級改造，整合企業現有的各種資源，優化流程，有效利用信息的有用價值，只有這樣才能把RFID技術的價值發揮至極，給企業帶來更大的效益。