Pierścieniowa głowica odczytu / zapisu i inne urządzenia IO-Link.
RFID z powodzeniem ugruntował swoją pozycję jako standardowa technologia do automatycznego śledzenia produktów w wielu różnych branżach. Dzięki rozwiązaniom specyficznym dla aplikacji i ulepszonej komunikacji poprzez IO-Link, jest więcej możliwości aplikacji niż kiedykolwiek wcześniej. Głowica RFID w kształcie pierścienia – pierwotnie opracowana dla przemysłu oponiarskiego i umożliwiająca pełną automatyzację procesów z rolkami materiału – jest doskonałym przykładem tego trendu. Urządzenia z interfejsem IO-Link dzierżą ster do ciągłego przepływu danych i aplikacji Przemysłu 4.0.
Wszystkie opony samochodowe na pierwszy rzut oka wyglądają bardzo podobnie; po bliższym przyjrzeniu się łatwo jednak zauważyć, że są to bardzo złożone, niezwykle różnorodne produkty. Opony występują nie tylko w wielu różnych rozmiarach i profilach, w wariantach zimowych, letnich, całorocznych i dostosowanych do bardzo szybkiej jazdy, ale składają się również z bardzo różnych kombinacji surowców.
Złożona natura opony
Na przykład guma z naturalnego surowca ma datę przydatności do użycia i może być używana do produkcji opon tylko przez ograniczony czas. Świeża guma zapewnia najlepsze wyniki. Producenci starają się zatem ograniczyć okresy przechowywania gumy do absolutnego minimum. Zapasy tego i innych surowców, takich jak tworzywa sztuczne, stalowe oploty i tekstylia, muszą być trzymane pod ręką w wielu odmianach, dostarczane do odpowiednich maszyn i prawidłowo przypisane do półproduktów wytwarzanych na tych maszynach. Sam wybór i agregacja właściwych surowców jest niezwykle złożonym zadaniem.
Staje się to tylko bardziej złożone, gdy stalowy oplot i tkanina włókiennicza zostaną pokryte mieszanką gumy i przetworzone w „pasy” w kolejnych urządzeniach. Maszyna do produkcji opon łączy następnie wszystkie elementy w półfabrykaty, które są następnie „gotowane” w produkcie końcowym w procesie wulkanizacji. Rolki służą do kierowania produktów wstępnych – od stalowego rdzenia, zbrojenia i ściany bocznej, aż po profilowane bieżniki opon – do różnych maszyn.
Wymagane kompleksowe śledzenie
Jakość opon jest ważna nie tylko dlatego, że wpływa na zachowanie pojazdu podczas jazdy, ale także dlatego, że wpływa na bezpieczeństwo pasażerów. Stąd potrzeba dokładnej dokumentacji operacji produkcji opon. Produkty muszą być identyfikowalne zgodnie z zasadą Track&Trace. Producenci samochodów – najwięksi klienci producentów opon – również wymagają pełnej historii produkcji. Oznacza to, że same półprodukty muszą być wyraźnie identyfikowalne przed dalszym przetwarzaniem w maszynie. Ważny dla bezpieczeństwa system Track&Trace można również wykorzystać do optymalizacji produkcji i zużycia materiałów lub do usprawnienia kontroli jakości i procesów zarządzania zapasami.
W przemyśle oponiarskim do dokumentowania i przypisywania materiałów stosowane są ręczne, papierowe systemy zapisu lub kody kreskowe. Te metody mają jednak oczywiste wady; są równie złożone, jak i podatne na błędy. Nawet kody kreskowe pozwalają na bardzo ograniczony poziom automatyzacji. Natomiast zalety technologii RFID są wyraźnie widoczne – jest ona znacznie szybsza, zapobiega nieprawidłowym przypisaniom i otwiera zupełnie nowe wymiary automatyzacji. Tag RFID do odczytu / zapisu rejestruje bezpośrednio historię produkcji, bez potrzeby ingerencji człowieka. Technologia RFID wygrywa z kodami kreskowymi także ze względu na brak wrażliwości na kurz, opary i zanieczyszczenia adhezyjne.
Wykrywanie niezależne od pozycji
Firma Pepperl+Fuchs opracowała głowicę HF do odczytu / zapisu w kształcie pierścienia – oznaczoną IQH1-F198-V1 – do konkretnego celu automatycznej identyfikacji szpul w procesie produkcji opon. Firma musiała stawić czoła kilku wyzwaniom, w tym potencjalnym zakłóceniom komunikacją bezprzewodową, ponieważ metalowy uchwyt szpulki znajduje się w polu elektromagnetycznym głowicy odczytu / zapisu RFID. Znacznik RFID zamontowany na szpulce może być również umieszczony w dowolnym punkcie okrągłego segmentu wokół uchwytu szpulki (patrz rys. 1).
Rys.1
Konstrukcja w kształcie pierścienia umożliwia przechodzenie szpulki przez głowicę odczytu / zapisu. Oznacza to, że znacznik zawsze znajduje się w zakresie odczytu, niezależnie od jego pozycji obrotowej. Operatorzy nie muszą zwracać uwagi na położenie znacznika RFID podczas wymiany szpul. Znacznik można ponadto odczytać i zapisać nie tylko, gdy szpulka jest w spoczynku, ale także podczas obracania szpulki. Technologia HF zapobiega wszystkim istotnym rodzajom zakłóceń. Kompletne rozwiązanie obejmuje również interfejsy do przesyłania danych PROFINET, EtherNet/IP lub EtherCAT, a także właściwe okablowanie z szerokiej oferty techniki łączeniowej Pepperl+Fuchs.
RFID plus IO-Link
Oprócz nowego projektu głowicy w kształcie pierścienia, firma Pepperl+Fuchs wprowadziła także trzy nowe głowice odczytu / zapisu HF ze zintegrowanym interfejsem IO-Link (rys. 2). Produkty te otwierają jeszcze inne możliwości w zakresie aplikacji sieciowych i środowisk Przemysłu 4.0 wykorzystujących technologię RFID. Nie tylko łączą się one z modułami fieldbus z rodziny IDENTControl przy użyciu sprawdzonej technologii, ale także obsługują otwarty standard IO-Link V1.1. W łatwy sposób umożliwia proste uruchomienie z łącznością typu plug-and-play i nie wymaga programowania. Nie jest wymagany także moduł funkcjonalny.
Rys.2
Urządzenia typu „multiprotocol” mogą być używane zarówno do tradycyjnych, hierarchicznych połączeń fieldbus, jak i do połączeń między hierarchiami wymaganymi przez Przemysł 4.0 i inteligentną fabrykę. Można podłączyć maksymalnie osiem urządzeń RFID z obsługą IO-Link. Interfejs IO-Link zapewnia także szybkie i łatwe połączenia punkt-punkt między głowicami odczytu / zapisu i dowolnym urządzeniem głównym IO-Link. Dostępne są również nowe moduły Ethernet IO ze zintegrowanym masterem IO-Link do implementacji tych połączeń i bezproblemowej parametryzacji.
