導(dǎo)讀

只有當(dāng)產(chǎn)品、工件載具或工具可以被清晰識(shí)別或定位時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)過(guò)程。該數(shù)據(jù)不僅可以用于優(yōu)化過(guò)程，還能實(shí)現(xiàn)追蹤或質(zhì)保。無(wú)線(xiàn)RFID識(shí)別技術(shù)憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在與其他技術(shù)（例如光學(xué)識(shí)別）的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。

其中，UHF技術(shù)確實(shí)能在所有環(huán)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)良好的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)難以置信的功能，因此，成為了主流的工業(yè)識(shí)別技術(shù)。然而當(dāng)環(huán)境不好時(shí)，該技術(shù)通常很難應(yīng)對(duì)，它將變得不再可靠。金屬物體或液體會(huì)造成反射，從而導(dǎo)致過(guò)沖或無(wú)效點(diǎn)。針對(duì)這些問(wèn)題需要采取機(jī)械措施、濾波器或中間件算法進(jìn)行修正。在至壞的情況下，UHF系統(tǒng)僅能可靠讀取至多99%的數(shù)據(jù)。雖然聽(tīng)起來(lái)很不錯(cuò)，但這意味著每1000次讀取將有10次讀取錯(cuò)誤。對(duì)于追蹤系統(tǒng)而言，該錯(cuò)誤率顯得過(guò)高。
由于這類(lèi)問(wèn)題，機(jī)器制造應(yīng)用主要使用高頻頻段，因?yàn)樵擃l段已經(jīng)夠用。在受控和引導(dǎo)的流程中，高頻技術(shù)能可靠檢測(cè)貨物或工件載體以及換刀裝置和模型。

超越工廠(chǎng)限制的識(shí)別需要UHF技術(shù)

然而，現(xiàn)實(shí)中越來(lái)越需要超越工藝環(huán)節(jié)及工廠(chǎng)限制來(lái)識(shí)別和追蹤產(chǎn)品。這成為UHF技術(shù)的用武之地。HF技術(shù)讀取距離近，不具備在不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)可靠讀取所需的靈活性。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，在主要涉及倉(cāng)儲(chǔ)貨物（而不是部件、初級(jí)產(chǎn)品和產(chǎn)品）的物流領(lǐng)域，UHF技術(shù)的使用比HF技術(shù)更廣泛。相應(yīng)地，該領(lǐng)域中的金屬干擾源比生產(chǎn)環(huán)境中更少。

工業(yè)4.0要求物品級(jí)標(biāo)簽檢測(cè)

當(dāng)今的生產(chǎn)環(huán)境對(duì)所謂的物品級(jí)標(biāo)簽檢測(cè)（即識(shí)別單個(gè)部件，而不是工件載體）的需求正在逐漸增長(zhǎng)。特別是在汽車(chē)行業(yè)，生產(chǎn)車(chē)間中很少有部件不攜帶標(biāo)簽。因此，汽車(chē)制造商成為最早使用新生產(chǎn)和自動(dòng)化技術(shù)的先鋒，而其他領(lǐng)域則緊隨其后。

Q300 UHF讀寫(xiě)頭實(shí)現(xiàn)UHF RFID技術(shù)在HF領(lǐng)域的應(yīng)用

Q300 UHF讀寫(xiě)頭系列是圖爾克推出的打破UHF和HF應(yīng)用界限的全新讀/寫(xiě)頭產(chǎn)品，可直接連接外部近場(chǎng)天線(xiàn)，從而應(yīng)用于傳統(tǒng)HF領(lǐng)域，例如部件或工件載體的優(yōu)化檢測(cè)。通過(guò)使用特殊的近場(chǎng)天線(xiàn)，可以避免許多與UHF相關(guān)的問(wèn)題。采用有源天線(xiàn)的傳統(tǒng)UHF讀/寫(xiě)頭通常外形過(guò)大或輻射范圍廣，無(wú)法成功應(yīng)用于近場(chǎng)范圍。

Q300 UHF

方形、實(shí)用、讀取效果好

Q300僅使用一根以太網(wǎng)電纜就能實(shí)現(xiàn)可靠識(shí)別

2W功率、集成RFID U接口、直接通過(guò)以太網(wǎng)供電(PoE)、可連接至多4個(gè)外部天線(xiàn)的端口、4個(gè)用于觸發(fā)器和狀態(tài)信號(hào)的通用I/O、帶Codesys、Linux、Windows或OPC UA平臺(tái)的讀寫(xiě)頭–這是圖爾克全新UHF RFID旗艦產(chǎn)品Q(chēng)300的基本規(guī)格。該讀寫(xiě)頭可輕松完成軟件和硬件安裝，并用于物流領(lǐng)域以及傳統(tǒng)的HF領(lǐng)域（例如生產(chǎn)中的工件載體識(shí)別）。

憑借該全新的讀寫(xiě)頭，圖爾克在走向工業(yè)4.0的道路上又堅(jiān)實(shí)地邁出一步。

采用Q300檢測(cè)生產(chǎn)線(xiàn)中的工件載體在成本上也頗具優(yōu)勢(shì)。由于應(yīng)用僅需一個(gè)Q300和至多4根外部無(wú)源天線(xiàn)，無(wú)需再購(gòu)置5個(gè)讀/寫(xiě)頭和RFID接口。讀/寫(xiě)頭可檢測(cè)到哪根天線(xiàn)正在讀取標(biāo)簽，因而可分配不同的讀/寫(xiě)點(diǎn)。使用IP20或IP67防護(hù)等級(jí)的RFID接口也不再必要，因?yàn)閹炀€(xiàn)和處理器的Q300外殼中已經(jīng)集成了該接口。

用于連接觸發(fā)器和指示燈信號(hào)的集成式通用I/O

傳感器直接連接至Q300外殼，作為觸發(fā)器或執(zhí)行器以及通過(guò)I/O指示狀態(tài)的信號(hào)燈。由于讀寫(xiě)頭帶有4路通用M12輸入或輸出，因此無(wú)需獨(dú)立的I/O模塊。
為了在機(jī)器制造及控制器附近的生產(chǎn)環(huán)境中更充分地使用UHF技術(shù)，圖爾克起初推出的是支持Codesys的全新UHF讀/寫(xiě)頭型號(hào)。第三版的開(kāi)放式Codesys PLC語(yǔ)言在機(jī)器制造及PLC領(lǐng)域的使用尤其廣泛。Q300-CDS是唯一一款可直接連接以太網(wǎng)和外部天線(xiàn)并支持Codesys編程的UHF讀寫(xiě)頭。

Q300-CDS集成了U接口。U表示通用接口，常用于圖爾克的TBEN-L和TBEN-S RFID block接口。該接口支持針對(duì)HF設(shè)備及UHF設(shè)備設(shè)置所有必要參數(shù)。通過(guò)使用TBEN-L和TBEN-S RFID接口熟悉U接口的用戶(hù)無(wú)需進(jìn)行任何變動(dòng)。而其他用戶(hù)也可迅速掌握該技術(shù)，因?yàn)槠洳僮鞣浅Ｖ庇^(guān)。
圖爾克新讀寫(xiě)頭還集成了用于TBEN-L block I/O裝置的平臺(tái)。因此，Codesys版本的Q300可在Profinet、Ethernet/IP或Modbus TCP網(wǎng)絡(luò)中被當(dāng)作工作站使用，無(wú)需用戶(hù)進(jìn)行任何干預(yù)。讀寫(xiě)頭同樣通過(guò)以太網(wǎng)電纜供電。這種以太網(wǎng)供電 (PoE) 技術(shù)盡可能減少接線(xiàn)工作量。甚至外部I/O也可通過(guò)PoE供電至一定水平。僅在使用高功率執(zhí)行器時(shí)，需要使用額外電源。

2019年，圖爾克推出Linux及帶Windows Embedded Compact 2013系統(tǒng)的Windows版本讀寫(xiě)頭產(chǎn)品。兩種設(shè)備都對(duì)運(yùn)行Linux或Windows系統(tǒng)中間件的系統(tǒng)集成商極具吸引力。該軟件可集成并直接運(yùn)行在Q300。由于Q300可直接與ERP系統(tǒng)或其他以太網(wǎng)工作站通信，因此無(wú)需對(duì)通常較為昂貴的工業(yè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)置。Linux和Windows版本都可使用.Net、C++、C#語(yǔ)言來(lái)編程，以實(shí)現(xiàn)中間件功能。

通過(guò)可切換極化實(shí)現(xiàn)更可靠的讀取

Q300在物料搬運(yùn)和內(nèi)部物流應(yīng)用中可以發(fā)揮巨大優(yōu)勢(shì)。它的輸出功率僅2W，卻可以實(shí)現(xiàn)非常大的讀取范圍。然而，高輸出功率也提出了若干要求。電磁波被墻壁、金屬物體或含水物體反射時(shí)，會(huì)相互重疊，從而造成過(guò)沖或無(wú)效點(diǎn)。為了防止這些情況發(fā)生，圖爾克全新讀寫(xiě)頭采用了一個(gè)巧妙設(shè)計(jì)。天線(xiàn)的極化可以切換，從而使標(biāo)簽可以從不同極化面被檢測(cè)。這提高了檢測(cè)可靠性以及困難環(huán)境下標(biāo)簽的讀取和檢測(cè)率。

RFID和OPC UA：工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù)

RFID是工業(yè)4.0中機(jī)器、過(guò)程和數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。因此，圖爾克將在2019年發(fā)布帶OPC UA接口、可直接與OPC UA客戶(hù)端通信的Q300模型。OPC UA可提高客戶(hù)投資的長(zhǎng)期安全性以及RFID解決方案的連接性。由于協(xié)議與操作系統(tǒng)相互獨(dú)立，因此公司IT可以對(duì)其進(jìn)行修改。而在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，識(shí)別系統(tǒng)和ERP或MES系統(tǒng)之間的互聯(lián)則不受影響。

汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用

在汽車(chē)工業(yè)中，Q300可提供比其他UHF系統(tǒng)更優(yōu)的解決方案。金屬物體及車(chē)輛本身都是常見(jiàn)的反射源。與其他工業(yè)相比，UHF在汽車(chē)工業(yè)中的使用更為廣泛，因?yàn)楦骷?jí)供應(yīng)商會(huì)對(duì)部件進(jìn)行單獨(dú)的檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的準(zhǔn)時(shí)化順序供應(yīng) (JIS) 生產(chǎn)。大多數(shù)車(chē)輛部件和車(chē)身都附有標(biāo)簽。

通過(guò)可切換極化防止由金屬物體反射導(dǎo)致的無(wú)效點(diǎn)

減少集成工作并降低成本

在某些情況下，汽車(chē)工業(yè)會(huì)要求非常小的檢測(cè)范圍，從而會(huì)使用無(wú)源天線(xiàn)。使用專(zhuān)用于近場(chǎng)檢測(cè)的外部天線(xiàn)可更輕松地進(jìn)行分配并檢測(cè)部件載體的位置。這同時(shí)也免去了軟件中用于定位標(biāo)簽的復(fù)雜算法的需求，從而可以節(jié)省成本，因?yàn)镽FID系統(tǒng)的集成（特別是相關(guān)的編程工作）通常占去了大部分成本。

高速安全門(mén)應(yīng)用節(jié)省物流時(shí)間

UHF系統(tǒng)經(jīng)常在物流領(lǐng)域用于檢測(cè)貨板、托盤(pán)和其他貨物載體。輸出功率2W的Q300在該領(lǐng)域應(yīng)用效果顯著并可提供合適的檢測(cè)范圍。Q300集成了多路復(fù)用模式，可以依次控制外部天線(xiàn)，尤其簡(jiǎn)化了安全門(mén)應(yīng)用。通過(guò)安全門(mén)的標(biāo)簽可以被快速、可靠地讀取。由于安全門(mén)被安裝在常規(guī)路線(xiàn)，可以節(jié)省讀取時(shí)間，無(wú)需再單獨(dú)掃描條形碼和其他代碼。使用Q300這類(lèi)高性能讀寫(xiě)頭也無(wú)需降低物流速度。

Q300的外部天線(xiàn)多路復(fù)用操作還可以實(shí)現(xiàn)物流領(lǐng)域更快的安全門(mén)應(yīng)用

總結(jié)

Q300是一種IP67防護(hù)等級(jí)的讀寫(xiě)頭，結(jié)合了完整的RFID技術(shù)，同時(shí)可靠地隔離了生產(chǎn)環(huán)節(jié)和公司IT。該產(chǎn)品還簡(jiǎn)化了現(xiàn)有工廠(chǎng)的擴(kuò)展，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)和IT都不再需要控制柜或其他復(fù)雜設(shè)施和接線(xiàn)。所有必備的物品級(jí)識(shí)別要素都已集成在Q300外殼內(nèi)。僅需使用以太網(wǎng)電纜向更高層級(jí)的控制器或其他IT系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。因此，Q300實(shí)現(xiàn)了至精至簡(jiǎn)的識(shí)別解決方案。

憑借豐富的以太網(wǎng)接口（Profinet、Ethernet/IP、Modbus TCP）和平臺(tái)（Codesys、Linux、Windows、OPC UA）以及外部天線(xiàn)，圖爾克全新的UHF讀/寫(xiě)頭在市場(chǎng)上顯得與眾不同。因此，Q300能在UHF領(lǐng)域（例如物流）和傳統(tǒng)HF領(lǐng)域（例如控制器附近的生產(chǎn)環(huán)境）表現(xiàn)出色。