KONICA MINOLTA

Aktuální vydání

celé číslo

11

2019

Využití robotů, dopravníků a manipulační techniky ve výrobních linkách

Průmyslové a servisní roboty

celé číslo

Požadavky uživatelů na systém RFID

Požadavky uživatelů na systém RFID

S rostoucím počtem aplikací systémů RFID se množí i zkušenosti, z nichž vyplývají požadavky uživatelů na tyto systémy. Cílem tohoto článku je upozornit alespoň na některé z nich a usnadnit volbu zařízení tak, aby vyhovovalo podmínkám dané úlohy. Uváděné informace jsou porovnávány s vlastnostmi řídicí jednotky RFI641 společnosti Sick (obr. 1).

Frekvence RFID

Při volbě vhodného systému RFID je nejprve třeba vybrat vhodnou frekvenci. Jakkoli se na první pohled mohou zdát jako nesporně výhodné systémy UHF (Ultra High Frequency, 860 až 960 MHz), zejména pro jejich větší dosah, nelze zapomínat ani na systémy HF (High Frequency, 13,6 MHz). Není-li totiž velký dosah čtecího pole nezbytný, je třeba zvážit, zda pro danou aplikaci není výhodnější tento systém, který se vyznačuje homogenitou a snadným tvarováním čtecí oblasti. Také schopnost systému HF pracovat za přítomnosti kovů a kapalin může být určujícím faktorem pro jeho volbu. Vyžaduje-li však úloha čtení na větší vzdálenost nebo hromadné čtení tagů z velké čtecí oblasti (např. palety), je systém UHF logickou volbou. Použití systémů UHF má nicméně některá úskalí, která je lepší zohlednit již v průběhu přípravy projektu, než je po dokončení realizace ne zcela vhodným hardwarem komplikovaně napravovat.

Tvarování čtecí oblasti

Při řešení úlohy je klíčové zajistit správné tvarování čtecí oblasti. Jednoduchý výpočet tvaru čtecího oblasti pomocí vzorců pro magnetické pole a vyzařovacích diagramů antén dokonale funguje u systémů UHF pouze ve volném prostoru. Při každé skutečné instalaci vznikají vlivem okolních materiálů oblasti bez reálné možnosti čtení tagů v předpokládaném čtecím poli, a naopak, tagy je často možné číst i na zcela neočekávaných a nežádoucích pozicích. Proto je důležité, aby bylo možné stanovit okamžik a pozici pro čtení a zápis tagů a mimo definovanou oblast čtení a zápis zamezit. Aby nebylo nutné udržovat mezi označenými obaly na dopravníku vzdálenosti 5 m, řeší se tato situace použitím vhodné antény nebo sestav antén, regulací výkonu v anténách, v horším případě přídavným stíněním.

Obr. 1.

Obr. 1. Systém RFID firmy Sick

Při výběru systému je užitečné prověřit jeho schopnost tvarovat čtecí oblast. Příkladem může být detekce přepravek na dopravníku, kde je pro čtení požadován dosah v jednotkách až desítkách centimetrů, zatímco pro kontrolu přepravek na paletě dosah v jednotkách metrů. Řídicí jednotka Sick RFI641 umožňuje připojení až čtyř nezávisle regulovatelných a adresovatelných antén.

Zpracování dat

V návaznosti na analogovou část zařízení je nutné také pamatovat na zpracování přečtených a zapisovaných dat. Prvním předpokladem bezproblémového běhu aplikace je dostatečný výpočetní výkon řídicí jednotky. Ne každý systém na trhu zvládne všechny požadované operace: práci s daty získávanými často z mnoha tagů v jednom čtecím a zápisovém cyklu a z několika antén současně, komunikaci s nadřazeným systémem, úpravu dat podle zadaných parametrů, případně parametrizaci podle potřeb úlohy.

Dostatečný výkon řídicí jednotky může umožnit i nezávislé řízení a adresaci každé antény zvlášť. Díky tomu lze k jedné řídicí jednotce připojit několik antén pro několik čtecích míst, což vede k významné úspoře nákladů. Systémy se značně liší také v uživatelském komfortu obslužných programů, ve schopnosti modifikace vstupních a výstupních dat, třídění dat, možnosti sdílení zákaznických aplikací přímo v řídicí jednotce (hosting) a v možných formátech komunikace. Sick RFI641 používá dvouprocesorový systém s operačním systémem na bázi OS Unix.

Komunikace řídicí jednotky

Významnou úlohu má vstupně-výstupní část každé řídicí jednotky. Jedna část jsou binární vstupy a výstupy, které lze využít pro spínání čtecího intervalu, signalizaci úspěšnosti čtení (zápisu), kontrolu shody očekávaných dat apod. Zásadnější rozdíly panují v možnostech datové komunikace, kde vedle tradiční sériové linky RS-232 nabízejí některé jednotky vestavěné moduly průmyslových sběrnic (Profibus, DeviceNet, Profinet). Alternativou je také stále populárnější Ethernet umožňující bezproblémovou komunikaci v síti většího počtu zařízení a propojení s firemní informační sítí. Vzhledem k obvyklé instalaci většího počtu jednotek na několika kontrolních bodech je možné volbou zařízení s požadovaným rozhraním docílit zajímavé úspory pořizovacích nákladů. Jednotka RFI 641 je vybavena čtyřmi vstupy, čtyřmi výstupy, rozhraním pro RS-232 s přenosovou rychlostí 115 kb/s a pro Ethernet 10/100 Mb/s.

Závěr

Závěrem je nutné upozornit, že žádná aplikace RFID se neobejde bez seriózního rozboru požadavků na automatickou identifikaci, popř. zápis, zhodnocení konfigurace jednotlivých kontrolních stanovišť, jejich vzájemné interakce a určení požadavků na komunikaci. Teprve na základě těchto informací lze přistoupit k výběru zařízení. Vzhledem ke složitosti řešení je vhodné, aby byl systém konfigurován ve spolupráci se silným partnerem se zkušenostmi v uvedené oblasti.

Pavel Štěpánek, Sick, s. r. o.

SICK spol. s r. o.
Ukrajinská 2a
101 00 Praha 10
tel.: (+420) 257 911 850
e-mail: sick@sick.cz
http://www.sick.cz