Efektivní identifikace vozidel: Řešení RFID pro finální montáž vozidel s nulovými emisemi (NEV)

Dynamiku čínského trhu s elektromobily lze jen stěží srovnávat s vývojem v Evropě či USA: podle údajů Mezinárodní energetické agentury (IEA) překročil prodej vozidel na nové zdroje energie (NEV), mezi něž patří bateriová elektromobily (BEV) a plug-in hybridní elektromobily (PHEV), v Čínské lidové republice v roce 2024 hranici 11,3 milionu kusů. Ve stejném období se v Evropě prodalo 3,2 milionu vozidel tohoto typu a v USA 1,5 milionu.

Vysoká produkce vyžaduje vysoce výkonné řešení pro identifikaci

Z hlediska výroby tento boom vyžaduje vysoce automatizované výrobní linky s plně digitalizovanou, sledovatelnou a z hlediska délky cyklu optimalizovanou montáží. Z tohoto důvodu hledal čínský výrobce elektromobilů kompaktní a robustní řešení RFID, které komunikuje s PLC přes Ethernet bez nutnosti dalších rozhraní, předzpracovává data přímo v čtecí/zapisovací hlavě a hlásí data na základě událostí. Rozhodujícími faktory pro volbu tohoto řešení byly také spolehlivý provoz v náročných podmínkách, rychlé uvedení do provozu bez rozsáhlých úprav PLC a možnost provádět operace čtení a zápisu „za chodu“.

Řešení

V současné době využívá tento výrobce automobilů v procesu konečné montáže robustní čtecí a zapisovací hlavu RFID Q130 od společnosti TURCK. Zařízení komunikuje prostřednictvím integrovaného multiprotokolového ethernetového rozhraní pro PROFINET, EtherNet/IP nebo Modbus TCP, přímo se integruje do PLC a nevyžaduje žádný modul rozhraní. To zjednodušuje architekturu systému a zkracuje dobu odezvy. Díky systémové redundanci S2 nabízí Q130 dodatečnou bezpečnost: v případě výpadku jednoho řídicího systému komunikuje Q130 s druhým řídicím systémem.

Díky integrované funkci přepínače mohl výrobce propojit RFID stanice v liniové topologii a rychle je uvést do provozu, což snižuje potřebu externí síťové techniky a urychluje kabeláž. Kryt zařízení Q130 nabízí na přední straně stupeň krytí IP69k a umožňuje přímou montáž v prostorech s prachem, olejem a vibracemi. Jeho kompaktní konstrukce rovněž usnadňuje dodatečnou instalaci do stávajícího montážního prostoru. Model Q130 umožňuje plynulý průběh procesů díky datové vyrovnávací paměti o velikosti 16 kilobajtů, která zajišťuje zachycení a čtení tagů i během pohybu. Integrovaná kontrola modelu Q130 okamžitě potvrzuje operace zápisu a tím minimalizuje prostoje způsobené chybami při ověřování.

Čtecí/zapisovací hlava provádí interní předzpracování přímo na zařízení Edge a předává data do PLC prostřednictvím sítě Profinet – a to na základě události spouštěné štítkem na paletě. Cyklické rutiny čtení spouštěné PLC již nejsou nutné, což snižuje složitost a zpoždění a zvyšuje spolehlivost procesu. Předzpracování v zařízení Q130 má dva účinky: na jedné straně jsou do PLC a odtud do systémů MES/sledovatelnosti odesílány pouze relevantní informace s garantovanou kvalitou. Na druhé straně se v síti zachovávají rezervy šířky pásma, protože zařízení sdružuje stavová a událostní data podle požadavků a hlásí je na základě událostí namísto cyklického přenosu surových dat.

Jednoduchá implementace a rychlé uvedení do provozu

Během provozu byly stávající stanice v konečné montáži modernizovány nahrazením dříve používaných RFID systémů a rozhraní modulů zařízeními Q130. U RFID systému jiného výrobce, který se používal před touto změnou, se musel štítek zastavit před čtecí/zapisovací hlavou, aby mohla být operace čtení dokončena. Teprve po tomto zastavení mohla paleta pokračovat v jízdě. Od přechodu na nový systém linka čte a zapisuje nepřetržitě, aniž by bylo nutné palety v místě čtení zastavovat. Doba cyklu zůstává stabilní, protože operace zápisu jsou potvrzovány okamžitě a operace čtení jsou prováděny dynamicky. Přímá komunikace zkracuje doby odezvy, snižuje nároky na programování v PLC a zjednodušuje údržbu. Rozšíření jsou rychlejší, protože není třeba pořizovat a zapojovat další rozhraní ani provádět složité mapování registrů. Složitost správy náhradních dílů a variant se navíc snižuje na polovinu, protože Q130 podporuje různé ethernetové protokoly a tím snižuje počet potřebných typů zařízení.

Zákazník je s řešením velmi spokojen: „Hledali jsme čtecí hlavy RFID s vlastní inteligencí, které by samostatně identifikovaly tagy a předávaly data do PLC – bez dalších rozhraní a s minimálními nároky na programování PLC. Model Q130 tyto požadavky splňuje. Zařízení jsou robustní, kompaktní a lze je instalovat přímo na stanici. Díky integrovanému vyrovnávacímu paměťovému prostoru a automatickému odesílání dat se nám podařilo stabilizovat doby cyklu a zjednodušit architekturu.“

Výhled

Zavedení systému Q130 znamená přechod od pasivní identifikace k aktivnímu, decentralizovanému sběru dat v konečné montáži elektromobilů (NEV). Společnost TURCK tak podporuje rozšiřování transparentních, efektivních a flexibilních výrobních procesů – s nižší složitostí při projektování a údržbě a zároveň s vysokou škálovatelností pro budoucí rozšíření výrobních linek. V budoucnu bude možné na okraj sítě (Edge) přesunout čištění dat, detekci anomálií a prediktivní údržbu, stejně jako metody vyhodnocování založené na umělé inteligenci.