1 引言

　　隨著工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)展，生產(chǎn)過程在不斷地變化。很早以前就已經(jīng)引入了生產(chǎn)線(流水線)，在生產(chǎn)線上的每個(gè)固定生產(chǎn)崗位進(jìn)行相同的工序。這種方式的生產(chǎn)過程，只適用于功能和外形均相同的產(chǎn)品。僅大量生產(chǎn)同一種產(chǎn)品，沒有品種變化，不靈活的生產(chǎn)方式將無法滿足市場(chǎng)多樣性的需求。利用現(xiàn)代化識(shí)別技術(shù) – 射頻識(shí)別或條碼識(shí)別，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了能夠生產(chǎn)一種產(chǎn)品的多品種變化或是最小批量為一的生產(chǎn)模式。 

　　射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)在工廠自動(dòng)化領(lǐng)域逐漸被用戶采納。RFID系統(tǒng)不僅能節(jié)省生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，縮短生產(chǎn)周期，同時(shí)解決了多品種產(chǎn)品混線生產(chǎn)的需求。RFID自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)可貫穿從產(chǎn)品組裝到產(chǎn)品運(yùn)輸整個(gè)生產(chǎn)及物流環(huán)節(jié)，這將大大降低人工采集數(shù)據(jù)的誤差，提高運(yùn)營(yíng)效率，并可實(shí)時(shí)存儲(chǔ)生產(chǎn)過程信息，滿足產(chǎn)品可追溯性要求。射頻識(shí)別系統(tǒng)對(duì)于其他類型的識(shí)別系統(tǒng)(條碼識(shí)別)最主要優(yōu)勢(shì)在于其非接觸式數(shù)據(jù)采集和射頻標(biāo)簽可讀/寫操作。 高識(shí)別率，適應(yīng)性強(qiáng)，抗光線，溫度，濕度，灰塵，油脂，化學(xué)試劑特點(diǎn)也是射頻識(shí)別系統(tǒng)均特別適合用于工廠自動(dòng)化場(chǎng)合的原因。

　　1.1 射頻識(shí)別系統(tǒng)使用特點(diǎn)
　　• 適合使用在骯臟，油脂，潮濕等比較惡劣的工控環(huán)境.
　　• 工廠自動(dòng)化過程信息可實(shí)時(shí)寫入標(biāo)簽
　　• 識(shí)別速度非?？欤x寫頭與載體信息數(shù)據(jù)交換在幾毫秒內(nèi)完成
　　• 射頻識(shí)別載體與讀寫頭工作屬于非接觸式，減少維修工作
　　• 遠(yuǎn)距離識(shí)別目標(biāo)物
　　• 實(shí)時(shí)跟蹤工具，物品，設(shè)備

2 射頻識(shí)別系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　德國(guó)倍加福集團(tuán)（Pepperl+Fuchs Group）是一家全球跨國(guó)性企業(yè)。作為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)品及技術(shù)供應(yīng)商，倍加福半個(gè)多世紀(jì)來不斷為自動(dòng)化領(lǐng)域提供高性能、高品質(zhì)的檢測(cè)及底層控制產(chǎn)品。隨著自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，30多年來倍加福不斷推陳出新，為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域提供各種識(shí)別系統(tǒng)產(chǎn)品，包括RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)、Barcode一維及二維條碼識(shí)別系統(tǒng)等。

　　針對(duì)RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)，倍加福的產(chǎn)品涵蓋了從低頻段（125kHz、250kHz）系統(tǒng)，高頻段（13.56MHz）系統(tǒng)，超高頻段(868MHz UHF)以及微波段（2.45GHz）系統(tǒng)。倍加福多品種、多樣化、高性能的射頻識(shí)別系統(tǒng)能滿足不同工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的需求，借助經(jīng)驗(yàn)豐富的應(yīng)用工程師團(tuán)隊(duì)，可以為客戶提供最適合、高性價(jià)比的解決方案。

3 工業(yè)射頻識(shí)別系統(tǒng)

　　工業(yè)RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)一般由三部分組成：射頻標(biāo)簽、讀/寫設(shè)備和控制器。

　　1.射頻標(biāo)簽（RFID Tag）

　　射頻標(biāo)簽也稱為數(shù)據(jù)載碼體（Data Carrier），是存儲(chǔ)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的移動(dòng)介質(zhì)（如圖1所示），按其工作原理可分為無源載體（載體內(nèi)無供電單元，此類射頻識(shí)別系統(tǒng)被稱之為電感式識(shí)別系統(tǒng)）及有源載體（載體內(nèi)有供電單元）。倍加福借助多年來在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，不斷更新射頻數(shù)據(jù)載體的種類，擁有80多種無源射頻數(shù)據(jù)載體——從鑰匙圈式、卡片式的數(shù)據(jù)載體，各種尺寸的圓形載體，到可嵌入金屬齊平安裝的螺紋式數(shù)據(jù)載體；另外，針對(duì)汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的高溫、高電磁干擾環(huán)境，倍加福還特地推出了耐高溫型（300℃、220℃、200℃、120℃）系列數(shù)據(jù)載體以及專門針對(duì)高電磁干擾環(huán)境的特殊型射頻識(shí)別系列；在高頻射頻識(shí)別方面，針對(duì)市場(chǎng)熱點(diǎn)——13.56MHz射頻識(shí)別系統(tǒng)，倍加福推出了數(shù)十種不同類型的射頻數(shù)據(jù)載體；基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO15693所精心研制的倍加福Q系列高頻識(shí)別系統(tǒng)，為射頻識(shí)別在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域開辟了更廣泛的應(yīng)用，尤其在物流領(lǐng)域，高頻射頻識(shí)別系統(tǒng)借助其印刷線路式數(shù)據(jù)載體，大幅度降低了數(shù)據(jù)載體的成本，并以其高速讀/寫操作、標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)等優(yōu)勢(shì)，使其在汽車物流中得以推廣。

2.讀/寫設(shè)備

　　它通過射頻技術(shù)，完成對(duì)射頻數(shù)據(jù)載體的讀或?qū)懖僮鳎ㄈ鐖D2所示）。倍加福針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合、安裝條件、用戶需求，推出了不同形式的讀/寫設(shè)備：如18GM、30GM圓柱形，適用于緊湊安裝；VariKont L2形是倍加福專利產(chǎn)品，讀/寫操作面可在5個(gè)方向自由旋轉(zhuǎn)；扁平式F61外形，特別適合安裝于滾筒傳輸系統(tǒng)空隙中；方形（100mm×100mm），可提供100mm的識(shí)別距離（電感式射頻識(shí)別系統(tǒng)）；長(zhǎng)方形（140mm×180mm），遠(yuǎn)距離射頻讀/寫設(shè)備（電感式射頻識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別距離為140mm，微波射頻識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別距離為4000mm）；方形（300mm×300mm），超遠(yuǎn)距離高頻讀/寫設(shè)備，可提供300mm的識(shí)別距離。對(duì)于汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域，方形（100mm×100mm）低頻讀/寫設(shè)備在各大汽車生產(chǎn)線得到了廣泛的應(yīng)用。 

3.識(shí)別控制器

　　該控制器提供了讀/寫設(shè)備與上層控制器設(shè)備PLC間的無縫連接。它一方面接收PLC發(fā)送的數(shù)據(jù)操作指令，將其轉(zhuǎn)化為讀/寫指令發(fā)送給讀/寫設(shè)備，另一方面，它將從讀/寫設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給PLC。由于市場(chǎng)上PLC種類及現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議繁多，因此，倍加福推出了支持不同總線協(xié)議的識(shí)別控制器，總線協(xié)議包括Profibus-DP、Profinet I/O、Ethernet/IP、DeviceNet、Modbus/TCP、TCP/IP、Interbus、CAN Bus、Serial（RS232，RS485）等，除此之外，其LED、LCD顯示單元，功能鍵，鋁制金屬鑄造外殼等特點(diǎn)不僅方便了用戶使用，更增強(qiáng)了抗電磁干擾能力。 

4 射頻識(shí)別用于汽車生產(chǎn)制造

　　如何高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確、靈活地完成生產(chǎn)任務(wù)，一直以來都是各大汽車生產(chǎn)廠家所關(guān)注的。倍加福通過龐大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和實(shí)際應(yīng)用分析，不斷向汽車制造企業(yè)提供高性能、高精確性的自動(dòng)化產(chǎn)品，其中就包含了射頻識(shí)別系統(tǒng)。汽車生產(chǎn)線上采用車體識(shí)別系統(tǒng)(AVI)，針對(duì)各類生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，質(zhì)量監(jiān)控信息進(jìn)行采集。獲得的數(shù)據(jù)將發(fā)送到物料管理，生產(chǎn)調(diào)度及其它相關(guān)的各部門。RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)對(duì)原材料供應(yīng)，調(diào)度，質(zhì)量跟蹤，銷售服務(wù)以及整車的終身質(zhì)量跟蹤等發(fā)揮了重要作用。

　　車身加工環(huán)節(jié)，通過采用倍加福高性能低頻125kHz射頻識(shí)別系統(tǒng)，使機(jī)器手準(zhǔn)確了解車身加工信息，從而完整精準(zhǔn)的操作?？汕度虢饘侔惭b的射頻標(biāo)簽存儲(chǔ)車身制造信息，如車身序列號(hào)，車型，顏色等信息。通過采用了射頻識(shí)別系統(tǒng)，將大幅度提高生產(chǎn)信息透明性、可追溯性以及可靠性。

　　在涂裝環(huán)節(jié)，所采用的產(chǎn)品必須耐高溫（180℃ -- 240℃）。針對(duì)該應(yīng)用場(chǎng)合，倍加福的高溫低頻及高頻射頻載體（250℃、200℃）完全符合該應(yīng)用環(huán)境。另外，倍加福特別為該應(yīng)用場(chǎng)合研發(fā)出了更靈活、更高性能的識(shí)別系統(tǒng)，其載體可承受溫度達(dá)500℃。在涂裝車間入口通過射頻讀寫站(IPH-FP-V1)獲取車身信息(車型，顏色，車型配置信息等)，在后期整個(gè)涂裝車間里根據(jù)工藝需要，在車身輸送分岔處以及噴漆室，烘干室，車身存儲(chǔ)區(qū)等工位前安裝射頻讀/寫站或采用倍加福高溫光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別。

　　在發(fā)動(dòng)機(jī)制造、動(dòng)力總成環(huán)節(jié)，由于產(chǎn)品及工序的復(fù)雜性，通過采用倍加福低頻或高頻射頻識(shí)別系統(tǒng)，可及時(shí)獲取、組合生產(chǎn)信息，提高該環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性及提高生產(chǎn)效率。發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)環(huán)節(jié)過程數(shù)據(jù)非常多，倍加福專門為該領(lǐng)域提供大存儲(chǔ)空間的射頻標(biāo)簽8Kbyte FRAM.。

　　存儲(chǔ)于標(biāo)簽內(nèi)數(shù)據(jù)有:

    發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào),號(hào)碼,上線日期,時(shí)間
    飛輪擰緊數(shù)值、結(jié)果（6個(gè)螺栓）
    飛輪動(dòng)平衡結(jié)果（相位）
    缸蓋擰緊數(shù)值（力矩、角度、最終力矩）、結(jié)果
    皮帶輪擰緊數(shù)值、結(jié)果
    油道測(cè)漏數(shù)值、結(jié)果，水道測(cè)漏數(shù)值、結(jié)果
    火花塞檢測(cè)數(shù)據(jù)、結(jié)果（8個(gè)火花塞）IN、EX凸輪軸螺栓擰緊數(shù)據(jù)、結(jié)果
    重要零部件批次管理：機(jī)油泵、火花塞

　　在總裝環(huán)節(jié)，倍加福的低頻125kHz射頻識(shí)別系統(tǒng)以及微波2.45GHz射頻識(shí)別系統(tǒng)在總裝的不同環(huán)節(jié)得到了廣泛的應(yīng)用。伴隨著柔性制造系統(tǒng)（FMS，F(xiàn)lexible Manufacturing System）理念的推廣，借助射頻識(shí)別系統(tǒng)，將為汽車生產(chǎn)制造帶來高自動(dòng)化、高質(zhì)量、高效率，并使生產(chǎn)與市場(chǎng)更緊密結(jié)合。
寶馬汽車在德國(guó)Dingolfing的總裝車間，在7型及5型系列采用了倍加福微波識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)車身進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別。該總裝車間之前采用的是條碼識(shí)別系統(tǒng)，需通過人工進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，為了降低生產(chǎn)成本以及提高系統(tǒng)可靠性，該總裝車間于1996年改裝了微波識(shí)別系統(tǒng)（2.45GHz）。當(dāng)每個(gè)已噴漆的車身進(jìn)入總裝生產(chǎn)線時(shí)，都會(huì)在車身發(fā)動(dòng)機(jī)護(hù)罩上固定一載體，并向其中寫入與型號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)（如汽車底盤數(shù)據(jù)等）。在此應(yīng)用中，總共約有3 000個(gè)載體在循環(huán)使用，整個(gè)總裝車間大約有70個(gè)讀寫站。

5 射頻識(shí)別系統(tǒng)系統(tǒng)配置

　　針對(duì)不同的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，倍加福的射頻識(shí)別控制器提供不同的協(xié)議接口，滿足市場(chǎng)多樣性需求。以下是兩種比較常用的總線系統(tǒng)配置情況:

6 總結(jié)

　　倍加福作為跨國(guó)性公司，在不同的國(guó)家或地區(qū)設(shè)有生產(chǎn)基地、銷售公司以及研發(fā)中心，其目的就是整合全球化資源，接近各地域的市場(chǎng)，為不同的客戶提供個(gè)性化的解決方案。德國(guó)作為全球汽車生產(chǎn)的主要基地之一，有著自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品性能好等特點(diǎn)。借助這樣的環(huán)境，倍加福積極與各大汽車生產(chǎn)廠家配合，深入了解客戶需求，分析應(yīng)用狀況，為工廠自動(dòng)化領(lǐng)域開發(fā)研制最合適的產(chǎn)品。除此之外，針對(duì)汽車行業(yè)的專門銷售及技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，能在第一時(shí)間為汽車行業(yè)用戶提供及時(shí)、準(zhǔn)確、個(gè)性化的服務(wù)。倍加福的專業(yè)人員對(duì)汽車制造業(yè)的需求以及應(yīng)用環(huán)境有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，借助暢通、便捷、快速的內(nèi)部（上?！聡?guó)總部—北美分支機(jī)構(gòu)）信息交流機(jī)制，為中國(guó)汽車行業(yè)用戶帶來全球汽車制造業(yè)最前沿的應(yīng)用信息，以及為不同客戶選擇最合適的產(chǎn)品。現(xiàn)代汽車制造業(yè)隨著規(guī)?；纳钊?，安全、高效、柔性化的生產(chǎn)需要性能穩(wěn)定、針對(duì)性強(qiáng)、智能化的自動(dòng)化產(chǎn)品，這些都是倍加福產(chǎn)品所追求的目標(biāo)。綜上所述，倍加福的高品質(zhì)產(chǎn)品與專業(yè)化的團(tuán)隊(duì)將一如既往為廣大汽車行業(yè)用戶帶來最完善的服務(wù)。