Aktuální vydání

celé číslo

04

2022

veletrh Amper 2022
celé číslo

Průmyslová identifikace v podání ifm electronic

Vývojové týmy ifm electronic sledují trendy ve vývoji požadavků na identifikační systémy, ať již v přímém procesu automatizace výrobních procesů, nebo pro přesnou identifikaci v oblasti logistiky, balicí techniky a skladového hospodářství. Jsou v úzkém kontaktu s aplikačními techniky a konstruktéry v širokém spektru průmyslových a spotřebních odvětví.

 
Do standardní nabídky firmy ifm electronic v sortimentu identifikačních systémů patří moderní produkty na optickém a rádiovém (RFID) principu. Každý z těchto principů má své využití v určité oblasti a přináší uživatelům velký komfort.
 

Univerzální čtecí přístroje Multicode pro optickou identifikaci

Společnost ifm electronic nabízí univerzální optické čtecí přístroje Multicode Reader, typové označení O2I1xx, O2I3xx, které pracují s 1D (jednorozměrnými, čárovými) i 2D (dvojrozměrnými, maticovými) kódy (obr. 1). Varianty jednotlivých typů se liší ve dvou parametrech:
  • použité osvětlení: infračervené o vlnové délce 850 nm nebo červené o vlnové délce 625 nm,
  • velikost snímané plochy: 64 × 48 mm, 132 × 94 mm, 400 × 300 mm.
 
Čtečky jsou schopny automaticky vyhodnotit všechny obvyklé varianty 1D či 2D kódů: čárový kód (1D), používaný v rozšířené variantě v logistice a typický pro označování obchodního zboží, kód PDF 417 (1D kombinovaný s 2D), používaný především na identifikačních kartách, a kódy DataMatrix a QR (2D), stále častěji používané ve všech oblastech techniky, nejen v průmyslu (obr. 2).
 
Rozlišení čteček je ve všech variantách VGA, tj. 640 × 480 obrazových bodů (pixel). Jsou vybaveny rozhraními Ethernet a RS-232, pomocí nichž mohou předávat dekódované údaje nadřazenému systému; prostřednictvím těchto rozhraní lze také nastavovat parametry čteček. K nastavení je určen intuitivní software, kde je vidět živý obraz z čtečky a všechny parametry je možné nastavovat stejně jako na místě.
 
Parametry lze nastavit i na samotné čtečce prostřednictvím displeje a tlačítek. Většina nastavení je automatických. Správné zaměření objektu je usnadněno zabudovanou laserovou LED.
 
Předměty s vyhodnocovanými kódy se mohou podél čtečky pohybovat rychlostí až 7 m/s. Čtení není závislé na poloze ani natočení kódů, čtečky vynikají velkou spolehlivostí čtení v širokém rozsahu úhlů ke kolmici na plochu snímaného kódu, čtení je spolehlivé i při poškození kódu a čtečky reagují na kódy vytištěné na papíře stejně jako na vygravírované laserem nebo vyryté do kovového povrchu. Optimalizační režim umožňuje dodatečné nastavení pro zajištění spolehlivé identifikace každého kódu. Robustní pouzdro čtečky je odlito ze zinkové slitiny a optické prvky jsou skleněné, což přispívá k mechanické
odolnosti, důležité pro použití v průmyslovém prostředí.
 

RFID – rádiová identifikace

Rádiová identifikace pracuje na principu vysílání rádiového signálu o různých schválených frekvencích anténami směrem k tzv. transpondérům, nazývaným anglickým slovem tag (pozn. red.: užívaný český název je nosič dat; není zcela přesný, protože tag má více funkcí než jen být paměťovou jednotkou). Tagy přijatý signál využívají jako zdroj energie a současně jej zpracovávají a vysílají k anténě signál s požadovanou informací. Podle frekvence přenosu je tato metoda vhodná pro různé vzdálenosti mezi anténou a tagem. Hlavní výhodou RFID je možnost číst z tagu i zapisovat na něj, což umožňuje jak
shromažďovat data z průběhu výroby, tak např. pružně měnit dopravní cestu výrobku.
 
Systémy RFID komunikují s nadřazenými řídicími systémy či PC prostřednictvím zavedených sběrnic Profibus, Profinet, EtherNet/IP, AS-Interface, univerzálního protokolu TCP/IP na Ethernetu apod. Liší se použitou nosnou frekvencí, s ní souvisejícím dosahem a množstvím dat přenesených v rámci jedné operace.
 
Společnost ifm electronic má v sortimentu tři základní řady systémů RFID. Vyhodnocovací jednotka s připojením na AS-Interface, vestavěná přímo v pouzdře antény DTAxxx (obr. 3), pracuje na frekvenci 125 kHz (LF), je určena pro vzdálenosti mezi anténou a tagem v řádu jednotek centimetrů a přenáší při jednom čtení nebo zápisu do 16 bitů. Maximální rychlost pohybu tagu podél antény při čtení je 0,5 m/s. Hlavní výhodou je možnost podle potřeby i po uvedení do provozu rozšiřovat počet připojených zařízení podél kabelu AS-i.
 
Vyhodnocovací jednotka DTE10x spolupracuje buď s anténami ANT512 na frekvenci 125 kHz (LF), nebo s anténami ANT513 a ANT4xx na frekvenci 13,56 MHz (HF). Na jednu jednotku DTE10x lze připojit až čtyři antény a současně mohou být použity i obě frekvence. Nejsou-li využity všechny porty pro antény, lze pro ně určené konektory M12 nakonfigurovat jako digitální vstupy nebo výstupy.
 
Antény ANT41x a ANT43x jsou ve válcovém korozivzdorném pouzdře; v pouzdrech velikosti M12 jsou vestavěny antény pro čtecí vzdálenost do 12 mm, v pouzdrech M30 do 30 mm. ANT51x s kvádrovým pouzdrem umí číst a zapisovat na tag až do vzdálenosti 60 mm. Maximální rychlost pohybu tagu podél antény při čtení je 1 m/s.
 
Třetí řadou jsou jednotky RFID na frekvencích UHF, určené především pro logistiku, balení výrobků a obecně pro snímání tagů na vzdálenost v řádu jednotek metrů. Jedním z hlavních přínosů těchto systémů je schopnost najednou načíst několik tagů, např. všechny tagy všech kartonových krabic na paletě. Celý systém se skládá z vyhodnocovacích jednotek DTE80x (obr. 4) nebo DTE90x a k nim připojených antén a tagů. Pozornost je nutné věnovat cílové zemi, protože pro UHF jsou jiná povolená pásma v Evropě a jiná v Americe. Jedna vyhodnocovací jednotka umožňuje připojit až čtyři antény a dva digitální vstupy nebo výstupy. Antény se liší podle úhlů pokrytí, zisku antény a vyzářeného výkonu (obr. 5). Jde o relativně velkoplošné čtecí a zapisovací antény o ploše od 90 × 60 mm po 580 × 270 mm. Se zvolenou frekvencí souvisí typ antény a její certifikace.
 
Tagy obvykle mají, podobně jako u ostatních nabízených systémů, podobu disku. Jsou však i tagy obdélníkového půdorysu a v rámci normy ISO 18000 (Information technology – Radio frequency identification for item management) se vyrábějí i tagy dalších tvarů a provedení pro různé způsoby jejich montáže. V paměti tagu je vždy datová oblast pro identifikaci dílu, tzv. elektronické číslo produktu (EPC), a dále oblast pro uživatelská data.
 
Průmyslová identifikace v podání společnosti ifm electronic je, stejně jako produkty pro další oblasti použití, zaměřena na velkou spolehlivost s dobrým poměrem ceny a výkonu.
Ing. Marcela Bučková,
Obr. 1. Čtečky optických kódů O2I
Obr. 2. Různé varianty optických, čárových i maticových kódů
Obr. 3. Vyhodnocovací jednotky RFID DTA100, DTA200 a DTA300 pro pásmo LF
Obr. 4. Vyhodnocovací jednotka RFID DTE800 pro pásmo UHF
Obr. 5. Antény RFID pro pásmo UHF