工业识别成功因素

产品识别需要专业的规划和工业上合适的基础设施。

作者:Michael LaGrega 2012年11月8日

工业产品识别(ID)已成为工业自动化中的一项标准任务。它是现代化生产设施的重要组成部分。当用于控制制造过程时，产品标识必须满足与制造过程中涉及的所有其他组件相同的可用性标准。相应的组件和技术可用于工业。设计应考虑工业生产环境、产品材料特性和应用所产生的影响。

所有行业都需要产品标识。有许多工业制造的产品和各种各样的材料要标记和生产条件要考虑。成功的工业标识意味着产品标识能够满足制造条件以及仓储和物流方面的要求，而不会造成功能性损失，同时将标识成本保持在最低水平。产品标识符在生产条件下的读取可靠性应尽可能高，理想情况下为100%。

基本的技术

有两种基本技术可用于标记产品和/或运输系统的工业识别:光学可读标记，如数据矩阵代码，条形码，纯文本识别和光学字符识别(OCR);以及射频识别(RFID)数据存储单元(标签或标签)。每种技术都有其物理上决定的优点和缺点。

光学可读标记

光学可读标记的优点:

非常低成本的标记方法可用(如喷墨打印)
耐高温(激光打印)
耐高机械应力(压印成金属)
同时读取提供了代码在图像中的确切位置

缺点:

阅读需要在读者的视野中定位
制作时可视性差会影响读取速率

RFID标签或标签

RFID标签或标签的优点:

数据介质可以被写入，也可以被重写
低成本标签可用(UHF)
阅读对产品的定位要求最低

缺点:

金属含量高的产品需要特殊的数据存储类型
高温需要特殊的数据存储类型，或者是排除标准

在选择基本技术时，除了标识类型的标准外，还必须考虑读卡器的产品特性。

在光学阅读器的情况下，用户可以很容易地理解图像中标记的可见性作为基本要求。读卡器上的专业软件使专业知识变得不必要，并自动控制曝光时间和其他属性。由于众多可用的灯和镜头，在广泛的行业使用是有保证的。

RFID读取器和写入器可用于广泛的读取距离。与光学读取器相比，不需要对要获取的物体进行精确定位。相比之下，探测区域的精确特征(场强、反射)只能通过相当大的技术努力来定义。

适用于这两种技术的是，设备必须满足IP保护等级和接口方法(如Profibus, Profinet等工业网络)的工业适用性。

只有使用正确的基础技术和高性能读写器，才能在恶劣的生产条件下实现最大可靠性的产品识别。一些用于光学可读代码或光学字符识别(OCR)的代码读取器或RFID读取/写入器提供必要的性能。它们可以确保识别过程的无故障操作-即使在波动的过程条件下，例如有关标记质量，照明条件或产品位置。

工业标识

工业识别是指不考虑使用的基本技术而进行的识别。在实践中，在生产和物流之间的过渡过程中，技术经常发生变化。造成这种情况的原因是两个工艺步骤的条件不同。在生产过程中，单个产品通常是拆包运输的，因此是可见的;而在物流中，包装好的产品——也是大批量的——需要作为一个整体来捕获。因此，对于物流来说，通过RFID进行可能的批量检测是特别有趣的。但在生产中，可以采用光学读卡器的低价识别。

RFID和代码读取系统通过一个引脚和协议兼容的接口支持这两种基本技术之间的切换。因此，光可读代码和RFID标签之间的切换可以通过交换系统轻松实现。对于用户来说，遵守物理产品标识原则及其优缺点变得不那么具有挑战性了。在某些系统中，通过使用标准功能块，可以在不修改PLC编程的情况下进行开关。在制造过程中，甚至可以在RFID和光学编码之间切换作为标记技术，从而利用各自的优势，例如在处理加热产品时。在这里，RFID标签和光学代码可以被赋予相同的内容。但即使是上述从生产到物流的转变也大大便利了。

成功的系统集成

为了成功地运行工业识别，自动化技术的工业适用性也很重要。这里需要工业上适用的通信和工程适用于大型工厂。

工业上合适的通信是必需的，因为只有将产品标识符的成功读取和读取结果的无错误传输相结合，才能在各自的应用中实现无故障操作。设备通过各种工业网络进行通信。基于这些现场总线标准，保证了传输的准确性。这些协议的决定为用户提供了相应的工业级组件(关于连接器技术，电缆材料等)和其他设备(如交换机)。此外，这些标准协议提供全面的诊断功能，最佳地支持故障排除和错误纠正，最大限度地减少调试时间和工厂停机时间。

特别是对于光学读卡器，读卡器的特定应用触发代表了集成的关键点-读取结果的传输旁边。触发通常是通过一个单独的传感器，如光屏障，其信号被转发到读取器。有些阅读器可以自动检测图像区域中是否存在代码。该功能对于由于缺少不同的产品特性而难以可靠触发或极其昂贵的应用特别有用。在这些情况下，该功能有助于以低成本确保标识的操作可靠性。

系统集成的一个重要部分是将阅读器融入到工厂的可视化概念中。代码阅读器可以支持将可视化集成到现有的人机界面(HMI)设备中。因此，识别技术不需要单独的可视化硬件，从而降低了建筑成本、空间需求和工厂的布线。在无故障操作期间，识别设备的可视化通常需要输出读取结果。然而，在读取错误的情况下，机器操作员对底层图像特别感兴趣，特别是光学代码读取器。西门子光读卡器使得使用集成用户界面(无论是作为独立应用程序还是作为工厂用户界面的集成组件)与集成Web服务器非常容易。用户可以使用基于web的用户界面，而不必进行自己的测试，也不必通过定制编程集成阅读器。

标准功能

工业识别已成为工业制造中的一项标准功能。RFID和光学编码这两种基本技术为几乎所有应用提供了产品识别。使用高性能系统(RFID和光学读取器)，客户可以在基本技术和相应的设备基础设施之间自由选择。该设备在识别和工厂集成方面提供工业适用的操作可靠性。因此，成功的工业识别的大门是敞开的。

- Michael LaGrega, MCSD, RFID+，是西门子工业的RFID和读码系统工程师。CFE Media内容经理Mark T. Hoske编辑，控制工程、mhoske@cfemedia.com．

关键的考虑