Hệ thống đọc mã nhận dạng công nghiệp

Hệ thống đọc mã nhận dạng công nghiệp Siemens (SIMATIC Ident) là giải pháp tích hợp toàn diện cho nhận dạng tự động trong sản xuất và logistics, bao gồm công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) và các hệ thống đọc mã quang học (optical code reading) như barcode 1D, mã 2D (Data Matrix Code – DMC, QR Code), OCR (Optical Character Recognition), được thiết kế để cung cấp khả năng truy xuất nguồn gốc 100%, quản lý vật liệu thông minh, điều khiển sản xuất linh hoạt và đồng bộ hóa chuỗi cung ứng với độ tin cậy tuyệt đối trong môi trường công nghiệp khắc nghiệp. Với dòng sản phẩm đa dạng từ RFID (RF200/300/600) đến thiết bị đọc mã quang MV300/MV400/MV440, tích hợp liền mạch với SIMATIC PLC (S7-300/400/1200/1500) qua PROFINET/PROFIBUS, hỗ trợ lập trình đơn giản trên TIA Portal với Function Blocks chuẩn (FB45, FB55, FB79, FB101) và cung cấp tính năng chẩn đoán toàn diện, SIMATIC Ident mang đến giải pháp Industry 4.0 cho tracking & tracing, asset management, production control và quality assurance trong các ngành ô tô, dược phẩm, thực phẩm, logistics, hàng không vũ trụ.​

SIMATIC RF – RFID Systems
SIMATIC RF200: Hệ thống RFID tần số thấp (LF – Low Frequency 125 kHz) cho khoảng cách đọc ngắn (0-80mm), kích thước tag nhỏ, khả năng xuyên qua kim loại và chất lỏng tốt, lý tưởng cho nhận dạng công cụ, pallet tracking trong môi trường kim loại, asset management.​

SIMATIC RF300: Hệ thống RFID tần số cao (HF – High Frequency 13.56 MHz) cho khoảng cách đọc trung bình (0-150mm), tuân thủ chuẩn ISO 15693, ISO 14443 (NFC compatible), phù hợp cho product tracking, WIP (Work-in-Process) tracking, assembly line control, access control, payment systems.​

SIMATIC RF600: Hệ thống RFID tần số siêu cao (UHF – Ultra High Frequency 865-928 MHz) cho khoảng cách đọc xa (0-6m, có thể lên đến 10m với external antenna), tuân thủ chuẩn EPC Gen2 (ISO 18000-6C), tốc độ đọc nhanh (có thể đọc hàng trăm tags đồng thời trong 1 giây), lý tưởng cho pallet tracking, container tracking, warehouse management, distribution logistics, gate automation.​

Đặc điểm RF600:

Khoảng cách đọc: Lên đến 6m (integrated antenna) hoặc 10m (external antenna)

Đọc đa tag: Đọc đồng thời 100+ tags trong 1 giây (anti-collision algorithm)

Tốc độ cao: Nhận dạng pallet/container di chuyển lên đến 3m/s (10km/h)

Anten đa dạng: Circular polarized, linear polarized, near-field, gate antennas

Chịu nhiệt độ cao: Hoạt động ổn định ngay cả gần kim loại hoặc trong môi trường radio phức tạp

Cấp bảo vệ: IP65/IP67 cho môi trường công nghiệp khắc nghiệt

Kết nối: PROFINET, PROFIBUS DP, Ethernet/IP, RS422​

Tags và Transponders:

Các loại tag: Passive tags (không nguồn), active tags (có pin), semi-active tags

Form factors: Nhãn dán (label), ốc vít (screw-on), nhựa cứng (hard tag), thẻ (card), đúc nhựa (overmolded)

Bộ nhớ: 64 bytes đến 8KB tùy application (EPC, user data, TID)

Chịu nhiệt độ: -40°C đến +200°C (special industrial tags)

Chống va đập, chống hóa chất, chống nước IP68​

SIMATIC MV300 – Compact Code Readers
SIMATIC MV320/MV330/MV340: Dòng thiết bị đọc mã 1D/2D compact, stationary (cố định), có thể đọc barcode 1D (Code 39, Code 128, EAN, UPC), mã 2D (Data Matrix, QR Code, PDF417) và OCR (Optical Character Recognition) trên các bề mặt khác nhau, ngay cả trong điều kiện khó khăn như độ tương phản thấp, bề mặt cong, góc nghiêng.​

Thông số kỹ thuật MV300:

Cảm biến: CMOS sensor 752×480 pixels (VGA) hoặc 1280×1024 pixels (SXGA)

Tốc độ đọc: Lên đến 60 fps (frames per second), có thể đọc mã di chuyển lên đến 2m/s

Khoảng cách làm việc: 50mm đến 500mm tùy độ phân giải mã và lens

Góc đọc: 47° (horizontal) x 31° (vertical) với lens standard

Ánh sáng: LED trắng, đỏ hoặc hồng ngoại tích hợp, có thể điều chỉnh độ sáng

Cấp bảo vệ: IP65/IP67

Nhiệt độ hoạt động: -10°C đến +50°C (có model extended range -30°C đến +60°C)

Kết nối: PROFINET, PROFIBUS DP, RS232, RS422, Ethernet TCP/IP

Tín hiệu I/O: Digital inputs/outputs cho trigger, pass/fail indication, external lighting​

Tính năng nâng cao:

Auto-focus: Tự động lấy nét cho các khoảng cách khác nhau

Multi-code reading: Đọc đồng thời nhiều mã trong một hình ảnh (lên đến 50 codes)

Omnidirectional reading: Đọc mã ở mọi hướng, không cần định hướng

Poor quality code reading: Đọc được mã bị hư hỏng, ố vàng, độ tương phản thấp, bị lóa sáng

Verification: Xác minh chất lượng in mã theo ISO/IEC 15415, 15416, 16022

Diagnostics: Chẩn đoán chi tiết qua Web interface hoặc TIA Portal​

Ứng dụng: Product tracking trên dây chuyền lắp ráp, verification (xác minh mã đúng sản phẩm), sorting (phân loại sản phẩm theo mã), traceability trong dược phẩm/ô tô, picking verification trong logistics, quality control.​

SIMATIC MV400 – High-Performance Code Readers
SIMATIC MV420/MV440/MV450: Dòng thiết bị đọc mã công nghiệp cao cấp với hiệu suất vượt trội, có thể đọc mã 1D/2D/OCR trong điều kiện khắc nghiệt nhất, khoảng cách xa, tốc độ cao, trên bề mặt phản chiếu mạnh (kim loại bóng, thủy tinh), mã bị hư hỏng nghiêm trọng.​

Thông số kỹ thuật MV400:

Cảm biến: CMOS high-resolution 1280×1024 pixels đến 2048×2048 pixels

Tốc độ đọc: Lên đến 120 fps, đọc mã di chuyển lên đến 5m/s

Khoảng cách làm việc: 100mm đến 2000mm tùy lens và độ phân giải mã

Góc đọc: Có thể tùy chỉnh bằng các lens interchangeable (C-mount)

Ánh sáng: High-power LED với multiple lighting modes (bright field, dark field, diffuse, dome, back lighting) cho các bề mặt khác nhau

Cấp bảo vệ: IP65/IP67

Nhiệt độ: -10°C đến +50°C (extended -30°C đến +60°C với cooling/heating option)

Kết nối: PROFINET, PROFIBUS DP, Ethernet TCP/IP, RS232, RS422

Processing power: Powerful processor cho complex image processing, pattern matching, measurement​

Tính năng cao cấp:

DPM (Direct Part Marking) reading: Đọc mã khắc trực tiếp trên kim loại, nhựa bằng laser, dot peen, chemical etching

Extremely damaged code reading: Đọc mã bị hỏng > 30% (missing modules, distortion)

HDR (High Dynamic Range): Xử lý hình ảnh với độ tương phản cực cao (bóng/sáng)

Multi-camera triggering: Đồng bộ nhiều camera để đọc mã trên nhiều mặt của sản phẩm đồng thời

Image archiving: Lưu trữ hình ảnh để kiểm tra sau (quality audit, traceability)

Integration with MES: Kết nối trực tiếp với Manufacturing Execution System qua OPC UA, SQL database​

SIMATIC MV440 – Ứng dụng thực tế: Mercedes-Benz Bremen sử dụng SIMATIC MV440 để tối ưu hóa nhận dạng và ghi nhận dữ liệu quy trình không gián đoạn cho dòng SL series trong xưởng thân xe, đảm bảo truy xuất nguồn gốc hoàn chỉnh và liên kết dữ liệu quy trình tại cấp MES.​

SIMATIC MV – Handheld Code Readers
SIMATIC MV500/MV540: Thiết bị đọc mã cầm tay (handheld scanner) công nghiệp với thiết kế chắc chắn IP65, có thể đọc barcode 1D/2D, kết nối Bluetooth hoặc USB, lý tưởng cho warehouse picking, receiving, shipping, inventory management, manual production data collection.​

Thông số kỹ thuật Handheld:

Công nghệ: Laser scanner (1D barcode) hoặc imager (1D/2D codes)

Khoảng cách đọc: 50mm đến 600mm

Tốc độ quét: 100-500 scans/second

Kết nối: Bluetooth, USB, RS232

Pin: Lithium-ion rechargeable, 8-12 hours operation

Cấp bảo vệ: IP65, chịu rơi 2m lên bê tông

Nhiệt độ: -20°C đến +50°C​

Tích hợp với SIMATIC PLC
PROFINET/PROFIBUS Integration: Tất cả thiết bị SIMATIC Ident (RFID readers, code readers) tích hợp trực tiếp vào SIMATIC PLC qua PROFINET hoặc PROFIBUS DP, không cần gateway hoặc PC bổ sung, giảm chi phí và độ phức tạp.​

Function Blocks (FB) trong TIA Portal: Siemens cung cấp các Function Blocks chuẩn để lập trình identification systems trong TIA Portal:​

FB45 (Ident Profile basic): Function block cơ bản cho RFID/code readers, hỗ trợ read/write data, start/stop trigger, error handling

FB55 (Ident Profile advanced): Function block nâng cao với thêm diagnostic, multiple reader management, batch processing

FB79 (RF300 specific): Function block chuyên dụng cho SIMATIC RF300, tối ưu cho ISO 15693 protocol

FB101 (Ident Profile universal): Function block tổng quát hỗ trợ tất cả identification systems theo Ident Profile standard (PNO – PROFIBUS & PROFINET International)​

Programming simplicity: Chỉ cần kéo thả FB vào program, assign parameters (device address, data block, trigger), không cần lập trình protocol phức tạp, tự động mapping data từ reader vào PLC data blocks.​

Diagnostic functions: Function blocks cung cấp diagnostic outputs chi tiết:

Device status (online/offline, ready/busy)

Read/write success/failure

Data quality indication

Error codes (communication error, read timeout, no tag detected, write protected)

Maintenance alerts (cleaning required, reader malfunction)​

Point-to-Point Communication với S7-400
CP 340/CP 341 modules: S7-400 có thể sử dụng Communication Processors CP 340 (RS232C) hoặc CP 341 (RS422/485/20mA) để kết nối với barcode readers, scales, displays và các thiết bị có giao tiếp serial không hỗ trợ PROFIBUS/PROFINET.​

Protocol support:

3964R: Protocol point-to-point của Siemens

RK 512: Protocol cho kết nối với thiết bị S5 legacy

ASCII: Free protocol cho các thiết bị tùy chỉnh

Printer protocol: Kết nối máy in công nghiệp

Modbus RTU: Kết nối thiết bị Modbus​

Third-party barcode scanners: S7-400 có thể kết nối với barcode scanners của hãng khác như SICK, Cognex, Datalogic, Keyence qua PROFINET, PROFIBUS, hoặc serial communication, sử dụng protocol chuẩn hoặc driver do nhà sản xuất cung cấp.​

Ứng dụng thực tế
Automotive Manufacturing: Mercedes-Benz Bremen sử dụng SIMATIC MV440 để tracking body shell trong xưởng thân xe, đảm bảo 100% traceability cho mọi bước công đoạn (welding, assembly, painting), tích hợp dữ liệu vào MES để kiểm soát chất lượng hoàn hảo.​

Food & Beverage: Công ty bánh mì sử dụng SIMATIC RF600 với tags RF640T gắn trên các bát trộn di động, lưu trữ công thức (recipe), thời gian nhào, nhiệt độ, thời gian nghỉ cho tất cả các loại bột, kiểm tra tự động và không lỗi, một nhân viên có thể dễ dàng quản lý sản xuất bột một mình.​

Logistics & Warehousing: Tracking pallet/container qua gate automation bằng SIMATIC RF600 UHF với EPC standard, loại bỏ lỗi đọc, tracking batch không gián đoạn, vệ sinh và bảo trì dễ dàng nhờ thiết kế integrated với cấp bảo vệ IP65.​

Pharmaceutical: Tracking & tracing từng lọ thuốc/hộp thuốc bằng Data Matrix Code trên nhãn, sử dụng SIMATIC MV300/MV400 để đọc và xác minh mã, đảm bảo tuân thủ yêu cầu pháp lý (FDA 21 CFR Part 11, EU Falsified Medicines Directive), chống hàng giả, recall management.​

Electronics Manufacturing: Tracking PCB, components trong dây chuyền SMT (Surface Mount Technology) bằng 2D code, sử dụng SIMATIC MV300 với multi-code reading để đọc đồng thời nhiều component trên PCB, kiểm soát quality, traceability cho warranty.​

Lợi ích Tracking & Tracing
Maximum transparency: Dữ liệu có sẵn mọi lúc dọc theo toàn bộ kênh sản xuất và phân phối, kiểm soát hoàn hảo luồng vật liệu và logistics.​

Error elimination: Nhận dạng tự động 100% loại bỏ lỗi nhập liệu thủ công, giảm waste, rework và downtime.​

Quality assurance: Liên kết dữ liệu process (nhiệt độ, áp suất, thời gian, operator, tool) với từng sản phẩm, phát hiện và loại bỏ điểm yếu trong quy trình sớm.​

Compliance: Đáp ứng yêu cầu pháp lý về traceability trong dược phẩm, thực phẩm, ô tô, hàng không vũ trụ, xác minh trong bối cảnh tuân thủ quy định.​

Flexible production control: Recipe management, variant production, mass customization được điều khiển dễ dàng bằng RFID/barcode, thay đổi sản xuất nhanh chóng mà không lỗi.​

Asset management: Quản lý công cụ, khuôn mẫu, container, pallet bằng RFID, tracking vị trí, tình trạng, lịch sử sử dụng, lập kế hoạch bảo trì.​

Software và Engineering Tools
TIA Portal Integration: Toàn bộ SIMATIC Ident systems được cấu hình trong TIA Portal, cùng môi trường với PLC, HMI, network configuration, giảm thời gian engineering, training cost.​

Configuration software: SIMATIC Ident Configuration Tool (included trong TIA Portal) cho phép cấu hình reader parameters, test communication, monitor diagnostics, không cần software riêng.​

Commissioning support: Quick Start Wizard hướng dẫn từng bước để commissioning nhanh chóng, auto-detect devices, auto-assign addresses.​

Maintenance và Diagnostics: Comprehensive diagnostics functions qua TIA Portal hoặc Web server tích hợp trong reader, monitor device health, read quality statistics, troubleshoot errors từ xa.​