Režim HF bus snižuje náklady v aplikacích RFID

Vysoce automatizovaná, flexibilní a propojená průmyslová výroba vyžaduje efektivní technologie pro identifikaci systémů, nástrojů, obrobků a výrobků – a také inteligentní data, která umožní digitální transformaci výrobních závodů. Vedle senzorů, nejlépe s rozhraním IO-Link, a optických identifikačních systémů hraje významnou roli také bezdrátová identifikační technologie RFID. Technologie RFID je považována za klíčovou technologii pro inteligentní továrnu a průmyslový internet věcí (IIoT), protože umožňuje jednoznačnou a bezkontaktní identifikaci a lokalizaci výrobků, nosičů obrobků nebo nástrojů.

Robustní ethernetové multiprotokolové blokové I/O moduly jako rozhraní RFID

Zavádění technologie RFID do výrobních procesů je často složité a časově náročné. Společnost TURCK podporuje své zákazníky i v této oblasti prostřednictvím svých ethernetových RFID rozhraní založených na řadách blokových I/O modulů TBEN-L, TBEN-LL, TBEN-S a TBEC-LL. Multiprotokolová zařízení umožňují paralelní provoz čtecích a zapisovacích hlav HF a UHF a přenášejí data do řídicí jednotky prostřednictvím PROFINET, EtherNet/IP nebo Modbus TCP. Moduly tak usnadňují aplikace s různými požadavky a snižují potřebnou rozmanitost úložišť. Do portfolia bylo nedávno přidáno další RFID rozhraní pro EtherCAT (TBEC). Všechny RFID I/O moduly jsou provedeny v plně zapouzdřeném plastovém krytu s krytím IP67/IP69K a pracují v rozšířeném teplotním rozsahu od -40 do +70 °C. Díky tomu jsou tyto robustní moduly vhodné pro přímou instalaci na stroj, aniž by byla nutná řídicí skříň nebo rozvaděč.

Stejně jako standardní verze modulů TBEN-L lze i kompaktní modul TBEN-S-RFID snadno nasadit bez nutnosti speciálního programování či funkčních modulů. I bez odeslání příkazu do řídicího systému lze například číst a přenášet identifikátory UID nebo paměťové oblasti tagů, a to na základě spouštěcího signálu ze zařízení pro čtení a zápis. Integrovaný webový server umožňuje provést funkční test nebo uvedení do provozu bez řídicího systému. Varianta TBEN-L programovatelná v prostředí CODESYS nabízí řídicí funkce a může tak přímo na místě filtrovat data RFID, předzpracovávat je a v případě potřeby je také přímo propojit s řídicími akcemi. Společnost TURCK nabízí rozhraní TBEN-L-RFID s operačním systémem Linux také ve verzi pro systémové integrátory. Rozhraní TBEN-L-RFID je k dispozici také s integrovaným serverem OPC UA, který splňuje specifikaci Auto-ID Companion.

Kromě čtyř portů RFID nabízejí moduly TBEN-L také osm univerzálních vstupně-výstupních kanálů DXP, ke kterým lze připojit senzory, signalizační světla nebo jiné akční členy. Všechna připojení jsou provedena jako konektory M12; napájení je u verzí L zajištěno prostřednictvím 7/8-palcových konektorů a u verzí LL prostřednictvím konektorů M12 s kódem L, které jsou připraveny pro budoucí technologii napájení M12.

Režim HF bus umožňuje připojení až 128 čtecích/zapisovacích hlav na jedno rozhraní

Rozhraní TBEN společnosti TURCK, stejně jako rozhraní EtherCAT TBEC, zaujmou jednou velmi speciální funkcí: režimem HF bus, a to zejména v aplikacích, kde se na malém prostoru používá velké množství vysokofrekvenčních čtecích a zapisovacích hlav. Jelikož tato funkce na rozdíl od IO-Link nevyžaduje spojení typu „point-to-point“, umožňuje uživateli připojit až 32 vhodných vysokofrekvenčních čtecích/zapisovacích hlav za sebou na každý ze čtyř RFID portů. To výrazně snižuje náročnost kabeláže a náklady v aplikacích s velkým počtem čtecích a zapisovacích pozic.

Zapojení je díky liniové topologii velmi jednoduché. Na jeden RFID port lze připojit kabely o celkové délce až 50 metrů. Čtecí a zapisovací hlavy lze odbočit z hlavní linky pomocí 2 metry dlouhých odboček. Díky tomu je systém snadno instalovatelný a rozšiřitelný. Každou z 32 čtecích/zapisovacích hlav lze v režimu HF bus adresovat individuálně, aby bylo možné provádět širokou škálu příkazů, jako je čtení, zápis nebo inventarizace. Čtecí/zapisovací hlavy lze adresovat jak ručně, tak automaticky. Při výměně jednotlivých čtecích/zapisovacích hlav dochází k automatickému adresování ve vzestupném pořadí podle pořadí připojení. Díky menšímu počtu modulů a kabelů uživatel těží nejen z úspory nákladů, ale také z kratší doby montáže a uvedení do provozu.

Vysoký výkon v nepřetržitém režimu pro sledování a dohledávání zásilek

Režim Continuous HF bus je z hlediska konstrukce a nákladové výhodnosti podobný režimu HF bus, avšak všechny čtecí/zapisovací hlavy jsou aktivovány současně. Díky svému vyššímu výkonu je proto režim Continuous vhodný jak pro statické, tak pro pomalé dynamické aplikace, jako je například paralelní čtení nebo zápis tagů. Jednotlivé čtecí/zapisovací hlavy ukládají načtená data do vyrovnávací paměti, dokud je rozhraní RFID cyklicky nevyžádá jedno po druhém. Data jsou uložena v paměti FIFO rozhraní a řídicí systém je může načíst pomocí příkazu „Načíst data z vyrovnávací paměti“.

Díky funkci „Track & Trace“ otevírá režim Continuous HF bus nové oblasti použití – například v logistice nebo v dopravníkové technice. Patří sem paralelní detekce ve vícekolejových přepravních/dopravníkových systémech, u produktů s různými výškovými polohami štítků v řadě a v aplikacích s cyklicky pracujícími výrobními stroji. Četné předdefinované příkazy a provozní režimy pro nejběžnější scénáře použití rovněž snižují náročnost programování v PLC. Seskupování dat a různé možnosti exportu dat obvykle eliminují potřebu middlewaru. Při použití režimu HF bus je na ostatních RFID kanálech stále možný smíšený provoz čtecích a zapisovacích hlav HF a UHF.

Poprvé: Čtečky RFID certifikované pro použití v zónách ATEX 1/21

S modelem TN-R42/TC-Ex nabízí společnost TURCK jedinou čtecí a zapisovací hlavu HF RFID na světě, která je certifikována pro přímé použití v zóně ATEX 1/21. Na rozdíl od tlakově utěsněných identifikačních řešení pro zóny 1/21 lze řešení společnosti TURCK, které je uloženo v ochranném pouzdře, díky své kompaktní konstrukci snadno integrovat do stísněných prostor. Díky tomu je tato čtečka RFID ideální pro bezkontaktní identifikaci správných hadicových a přírubových spojů na spojovacích stanicích. Pro vysoké požadavky na bezpečnost dat a ochranu přístupu jsou k dispozici také tagy s funkcí hesla.

Vzhledem k tomu, že byl režim sběrnice schválen také pro použití v zóně 1/21, může společnost TURCK nabídnout kompletní sortiment zařízení v režimu sběrnice, a to jak v provedení bez Ex, tak v provedení Ex. Jelikož se zařízení TN-R42/TC-Ex na straně rozhraní chová jako standardní čtecí/zapisovací hlava, má uživatel vždy stejný uživatelský zážitek, pokud jde o připojení a konfiguraci celého systému, a to bez ohledu na to, zda se používá v prostředí s nebezpečím výbuchu nebo mimo něj. Při provozu v prostředí s nebezpečím výbuchu musí být pouze poslední uzel v sběrnicové lince zařízením s odporem jako zakončením. Počet čtecích a zapisovacích hlav, které lze v sběrnicovém režimu připojit, je v režimu Ex omezen: u ultrakompaktního rozhraní TBEN-S je to pouze pět čteček a u rozhraní TBEN-L deset čteček na kanál.

Ochranná pouzdra umožňují použití v zóně ATEX 2

Aby byla zajištěna spolehlivá funkce RFID rozhraní a I/O modulů s krytím IP67 z produktových řad TBEN-L, TBEN-S, TBEC nebo izolačního spínacího zesilovače IMC v prostředí s nebezpečím výbuchu, vyvinula společnost TURCK koncepci ochranného pouzdra z nerezové oceli. Ochranný kryt obklopuje modul schválený pro toto použití a jeho připojení, čímž chrání před mechanickým poškozením nebo neúmyslným odpojením připojení. To znamená, že jsou splněny všechny specifikace pro použití zařízení v zóně ATEX 2.

Snížená náročnost uvedení do provozu

Díky integrovanému datovému rozhraní RFID od společnosti TURCK s cyklickým přenosem procesních dat má uživatel k dispozici rychlý a snadný přístup k funkcím HF a UHF, jako je například režim spánku. Čtecí a zapisovací hlavy HF RFID s podporou sběrnice lze také automaticky adresovat pouhou aktivací adres čtecích a zapisovacích hlav v parametrech datového rozhraní. To uživatelům šetří čas ve srovnání s konvenčními metodami, protože mohou čtecí a zapisovací hlavy připojovat jednu po druhé a ty jsou automaticky adresovány. Kromě toho lze adresy sběrnice pro čtecí a zapisovací hlavy HF kompatibilní se sběrnicí nastavovat a dotazovat se na ně prostřednictvím TBEN-S-RFID přes webový server/PACTware. To uživateli umožňuje rychle zkontrolovat správné uvedení do provozu v režimu sběrnice bez použití převodníku.

Stanice pro připojení hadic, inkoustové kazety, výměna formátu a nástrojů

Režim HF bus se již úspěšně využívá v praxi – například ve stanicích pro připojování konektorů a hadicových spojek v chemickém, farmaceutickém a potravinářském průmyslu. Zaměnění nebo únik médií může mít závažné důsledky pro bezpečnost zařízení, kvalitu výrobků či zdraví zaměstnanců a zákazníků. Pokud se například kyselina dostane do nesprávné nádrže, vzniká vysoké riziko. Aby bylo zajištěno správné připojení hadice k příslušnému připojovacímu bodu, nabízí společnost TURCK kompletní řešení HF-RFID, v němž režim HF bus významně přispívá k efektivní realizaci. Jakmile čtecí/zapisovací hlavy detekují zamýšlené připojení hadice, je do ventilu a čerpadla odeslán signál k otevření. Díky technologii RFID lze také přenášet informace, jako je datum a čas posledního čištění hadice. Díky čtecí/zapisovací hlavě TNR42/TC-Ex HF RFID od společnosti TURCK je možné zařízení používat i v prostorech s nebezpečím výbuchu (zóna 1/21). Řešení doplňují různé typy štítků přizpůsobené konkrétním požadavkům aplikace, včetně skleněné varianty pro použití v agresivním prostředí. RFID štítky lze také vložit přímo do kovového uzávěru nebo připevnit ke svorce.

Další oblastí použití je identifikace inkoustových kazet. Nádobky jsou automaticky identifikovány čtecími a zapisovacími hlavami, aby se spolehlivě předešlo vadným tiskovým výstupům a prostojům ve výrobě. Systém navíc může operátora upozornit na nutnost včasné výměny barvy. Systém vypočítává čas zobrazení zprávy na základě doby instalace a data expirace inkoustové kazety. Kromě toho se na základě aktuální spotřeby inkoustu přibližně vypočítává úroveň naplnění každé jednotlivé náplně.

V mnoha dalších aplikacích uživatelé těží z režimu HF bus a možnosti rychlého a nákladově efektivního připojení velkého počtu HF čteček. Patří sem například stroje s několika formátovacími a výměnnými nástroji, které mohou zaznamenávat a dokumentovat detekci správného nástroje pro konkrétní pracovní krok. Dalším aspektem tohoto řešení je ochrana před paděláním. To znamená, že jak výrobci strojů, tak uživatelé těží z bezpečnosti a delší životnosti, kterou přináší používání originálních nástrojů a originálního spotřebního materiálu, jako jsou olejové nebo vzduchové filtry.

Jsou však možné i nové obchodní modely, jako je například účtování poplatků za používání stroje namísto jeho prodeje, a to prostřednictvím fakturace nástrojů, formátových dílů nebo spotřebního materiálu. Za tímto účelem by výrobce stroje mohl zřídit automatický konsignační sklad v prostorách uživatele. Jakmile je do stroje vložen komponent, obdrží sklad zprávu a zajistí další dodávku materiálů. Tento koncept však funguje pouze v případě, že se používají výhradně originální díly.