Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Radiofrekvenční komunikace v identifikačních systémech? Proč?

Automa 2/2001

Ing. Antonín Měchura, Bartech

Radiofrekvenční komunikace v identifikačních systémech? Proč?

S nástupem automatických identifikačních systémů vzniká současně i potřeba snímat údaje a komunikovat v reálném čase. Radiofrekvenční on-line systémy umožňují sledovat skladové, logistické či výrobní procesy v reálném čase a přispívají tak k jejich efektivnějšímu řízení, minimalizují chyby a zvyšují produktivitu práce. Data pořízená v těchto systémech mohou být přenášena přímo do hlavních informačních systémů podniku, čímž manažeři firmy získávají možnost rozhodovat se daleko účinněji a efektivněji.

Obr. 1.

Přes všechny nesporné výhody však byl bezdrátový sběr dat v době nedávno minulé luxusem, který si většina firem nemohla z finančních důvodů dovolit. To už je ale opravdu minulostí, neboť v současné době se především vlivem vyšší poptávky ceny těchto zařízení dostaly na úroveň, která dovoluje použít je i v aplikacích, jež jsou citlivé na otázku ceny.

Systémy dodávané a vytvářené v současné době jsou většinou tvořeny bezdrátovými sítěmi. Jsou to vlastně počítačové sítě bez nutnosti použít kabelové rozvody. Je potom lhostejné, zda se do této sítě připojí počítač, průmyslový terminál, přenosný terminál či jiné zařízení. Obecně lze říci, že toto řešení je univerzální, ale naneštěstí drahé. Je-li třeba propojit on-line jen několik snímačů nebo jiných zařízení pro automatickou identifikaci, činí průměrná cena na jedno připojené zařízení více než šedesát tisíc korun. O těchto bezdrátových sítích už bylo napsáno nemálo článků, a proto nyní představujeme trochu jiné řešení.

Sériová komunikace na 433 MHz
Firma Bartech, zastupující v ČR italského výrobce EIA, dodává na náš trh radiofrekvenční zařízení, které pracuje ve veřejném pásmu 433 MHz s jinou topologií než počítačové sítě. Kromě nesporně nižších nákladů na sběr dat on-line mají tato řešení také další výhody. Pro bezdrátový sběr je možné použít jak jednoduché snímače, tak přenosné nebo průmyslové terminály a samozřejmě jejich vzájemnou kombinaci. Existuje také řešení, jak propojit jakákoliv sériová zařízení, např. tiskárnu pro tisk etiket na zboží, kdy počítač je u mistra v kanceláři a tiskárnu si uživatel přenáší tam, kde ji potřebuje. Hlavním rozdílem je zvláštní protokol, kterým spolu jednotlivá zařízení komunikují. V praxi je to vlastně realizace sériové komunikace bez kabelů. Maximální vzdálenost přijímače a vysílače je do 100 m, ale samozřejmě více vysílači nebo přijímači lze pokrýt jakýkoliv prostor. Velkou výhodou je jejich využití bez nutnosti tvořit složité programy pro komunikaci a využívání speciálních protokolů.

Montážní linka
Představme si klasický problém: Jak sbírat data ve výrobě? Montážní linka, na které se montují jednotlivé díly, se skládá ze samostatných pracovišť, na nichž se vykonává jedna nebo více operací. Každé pracoviště je vybaveno jedním RF snímačem. Přijímač je umístěn na stropě haly, je jen jeden pro všechna pracoviště a je spojen linkou RS-422 s datovým serverem – počítačem, na kterém aplikace zapisuje data do databáze. Pracovník na pracovišti před začátkem operace snímá čárový kód identifikující výrobek. Po dokončení operace sejme z předlohy číslo operace, kterou vykonal. Nic složitého pro pracovníky, a přitom mistr na montážní lince má neustále přehled o průběhu výroby, o tom, kde se zastavila montáž apod. Všechna data lze třídit a využívat pro statistiky, odvádění z výroby či jako podklady pro stanovení výkonů jednotlivých pracovníků. A toto všechno dokáže zařídit jediný software běžící na datovém serveru. Tím, že je třeba vytvořit a hlavně udržovat jen jednu aplikaci, se výrazně snižují náklady na vytvoření systému i na jeho údržbu.

Obr. 2.

Sklad materiálu
Nebo zkusme jiné použití – sklad materiálu s velkým množstvím položek. Pro příjem na sklad a výdej z něho vybavíme skladníky RF terminálem s displejem a klávesnicí a vytvoříme jednu aplikaci, která bude zabezpečovat komunikaci s RF snímači a komunikovat se skladovým systémem.

Skladník přebírá od dodavatele zboží. Pomocí terminálu si v databázi vyhledá dodavatele a zadá tvorbu nové příjemky. Snímáním kódu na zboží (paletách) sbírá data o přijímaném zboží a ta se ihned odesílají do skladového systému. Po ukončení příjmu jej systém porovná s údajem v databázi objednávek a ohlásí skladníkovi rozdíly. Podobným způsobem může být materiál i vydáván – s návazností na zakázky nebo přijaté objednávky.

Inventura
Zkusme si představit, jak rychle může probíhat inventura s RF terminálem nebo snímačem, když uživatel po sejmutí kódu na zboží ihned dostává od systému informaci, kolik kusů má být na skladě a kolik už jich během inventury bylo nalezeno. Systém uživateli rovněž umožní zadat počet kusů, které se mají započítávat do inventury. Samozřejmostí po ukončení inventury je – vybráním funkce v aplikaci – možnost vytisknout potřebné sestavy nebo vygenerovat inventurní pohyby skladu. A to vše v jedné aplikaci, přičemž může, bude-li mít uživatel např. deset terminálů, inventuru bez obav současně dělat deset pracovníků. Podle zkušeností z praxe lze říci, že takovýto způsob práce je pětkrát až desetkrát rychlejší než klasický a asi třikrát rychlejší než při použití přenosných terminálů s komunikací off-line.

Základní typy radiofrekvenčních snímačů
Pro lepší představu možnosti použití radiofrekvenčních snímačů uvádíme popis základních typů.

EIA 60RF/S/S
EIA 60RF/S/S je bezdrátový laserový snímač s krátkým dosahem. Součástí dodávky je také přijímací stanice, která se připojuje k sériovému portu počítače. Maximální vzdálenost mezi snímačem (vysílačem) a přijímací stanicí je 15 m. Zařízení pracuje jednosměrně, což znamená, že přečtená data jsou ihned odesílána přijímací stanici. Signalizace přečtení a úspěšného přenosu je zvuková. Tento typ je vhodný především pro aplikace, kde pevné připojení k počítači působí obsluze problémy při snímání, např. jako snímač do skladu, kde se skladují větší výrobky, s nimiž se hůře manipuluje, nebo do malých skladů, kde se zboží vybírá z regálů.

Obr. 3.

EIA 60RF/D
EIA 60RF/D je bezdrátový laserový snímač s dlouhým dosahem. Maximální vzdálenost mezi přijímačem a vysílačem je 100 m. Tato hodnota je pouze orientační, vždy před pořízením takového zařízení je vhodné vyzkoušet snímač přímo v provozu, do kterého je určen, neboť různé překážky mohou výrazně zkracovat jeho dosah. Jelikož lze připojovat více snímačů na více přijímačů, je možné pokrýt i větší prostory (např. výrobní haly). Každý snímač může mít nastaven vlastní kód ID (jednoznačné číslo od 1 do 255), takže v systému lze rozeznat, z kterého snímače údaj přišel. Komunikace je jednosměrná, potvrzování předání údaje je zvukové, obousměrné. Díky možnostem připojení je tento snímač ideálním a levným řešením pro sledování výroby na výrobní lince. Vybaví-li uživatel každé pracoviště jedním snímačem, lze z výroby získávat aktuální údaje o jejím průběhu, o stavu a dokončení výrobních operací a stavu jednotlivých výrobků. Aplikace pro sledování výroby je jednoduchá a nevyžaduje žádné speciální kabelové rozvody a jiná zařízení.

EIA 60RF/D/D
Vlastnosti, dosah a způsoby připojení jsou stejné jako u typu EIA RF60/D. Obsahuje však navíc dvouřádkový displej a třítlačítkovou programovatelnou klávesnici. Zásadní rozdíl mezi nimi je v tom, že umožňuje plně oboustrannou komunikaci, takže do aplikace snímač nejen posílá data, ale také přijímá a zobrazuje informace na displeji. Typický příklad využití je např. při inventurách zboží ve skladě. Uživatel sejme kód zboží, číslo je odesláno do databáze, která vrátí informaci o názvu výrobku a jeho ceně. Uživatel sejme kód pro zadání počtu a zadá počet výrobků. Server přijme informaci a pošle na snímač výzvu k potvrzení transakce. Uživatel stlačí klávesu definovanou jako ANO a potvrdí transakci. Server uloží data do databáze.

Z uvedených údajů je zřejmé, že možnosti použití radiofrekvenčních snímačů jsou široké. Pro výběr optimálních řešení je důležitá především kvalifikovaná analýza problému, aby navrhovaný systém skutečně přinesl ty výhody, které uživatel očekává.

Bartech
Koupelní 2
69 501 Hodonín
tel.: 0628/30 29 50 až 5
fax: 0628/30 29 54
e-mail: bartech@bartech.cz
www.bartech.cz