Funkbasierte und optische Identifkationslösungen für viele Anwendungsfälle

Die ganzheitliche Identifikation ist Realität

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Waren automatische Identifikationssysteme vor ein, zwei Jahrzehnten in der industriellen Produktion nur vereinzelt zu finden, so werden sie heute mehr und mehr zum Standard. RFID und Bildverarbeitungssysteme bieten zahlreiche Möglichkeiten, Prozesse in Produktion, Qualitätssicherung und Logistik effizienter zu gestalten. Turck unterstützt die wachsende Nachfrage mit einem durchgängigen Angebot an einfach zu handhabenden Identifikationslösungen.

DIE AUTOREN Markus Bregulla, Produktmanager Opto- und Ultraschallsensoren, und Walter Hein, Produktmanager RFID, beide bei Turck in Mülheim ( www.turck.com)

Seit Turck im Frühjahr 2006 sein RFID-Paket BL ident für den industriellen Einsatz vorstellte, verzeichnet der Mülheimer Sensor-, Feldbus-, Interface- und Anschlusstechnikspezialist eine stetig wachsende Nachfrage aus der Industrie. Das modulare System – in engem Schulterschluss mit Industrieanwendern entwickelt – kombiniert das Know-how aus den einzelnen Geschäftsbereichen des Unternehmens in einer Gesamtlösung und unterstreicht dessen Wandel vom Komponentenlieferanten zum Lösungsanbieter.
Kontinuierlich erweitert Turck seither das RFID-Paket, zuletzt mit Datenträgern, die über einen integrierten Sensor verfügen, sowie mit reichweitenstarken UHF-Schreibleseköpfen, die neben den störunempfindlichen 13,56-MHz-HF-Schreibleseköpfen an derselben I/O-Station betrieben werden können. Die UHF-Ergänzungen machen das System vor allem für den Einsatz in der Logistik interessant. Auch in der Qualitätssicherung sind Identifikationlösungen zunehmend gefragt; neben RFID-Systemen setzen die Anwender hier aber auch auf optische Lösungen.
Um die Nachfrage aus immer neuen Applikationsfeldern mit jeweils passenden Identifikationslösungen bedienen zu können, hat Turck neben dem RFID-Paket BL ident auch die Bildverarbeitungssysteme seines strategischen Optik-Partners Banner Engineering im Programm. So findet der Kunde neben der funkbasierten Identifikation auch optische Lösungen.
Identifizieren per Funk
Mit dem RFID-System BL ident kann der Anwender die Vorzüge der HF- und der UHF-Technologie parallel nutzen; eine aufwän- dige Konfiguration ist für den Parallelbetrieb nicht erforderlich. UHF-Schreibleseköpfe lassen sich einfach neben bestehenden HF-Köpfen ankoppeln. Die hohen Frequenzen der UHF-Antennen (865 und 928 MHz) erlauben Reichweiten bis zu 3 m und erweitern damit deutlich das Anwendungsspektrum des RFID-Systems, für das bereits zahlreiche Schreibleseköpfe im störungsunempfindlichen 13,56- MHz-Bereich verfügbar sind.
Alle Schreibleseköpfe lassen sich unabhängig von ihrer Frequenz über eine einzige BL-ident-Station in Automatisierungsnetze einbinden und bei Bedarf auch parallel betreiben. Eine aufwändige Konfiguration ist dazu nicht erforderlich. Der modulare Aufbau einer Station erlaubt an die jeweilige Applikation angepasste Ausbaustufen zwischen zwei und 16 Kanälen. Über Gateways, die für die gängigen Feldbusprotokolle Profibus-DP, DeviceNet, Ethernet/IP, Modbus-TCP und Profinet IO verfügbar sind, lässt sich die RFID-Lösung einfach in bestehende Steuerungen einbinden. Durch die robuste IP67-Ausführung und auf Wunsch CoDeSys-programmierbare Gateways ermöglicht Turck seinen Kunden auch die konsequent dezentrale Signalverarbeitung direkt im Feld – ohne lange Signalwege.
Das Angebot an Datenträgern bzw. Transpondern oder Tags wird wie das Portfolio der Schreibleseköpfe kontinuierlich weiterentwickelt. So sind neben 210°C-Hochtemperatur-Tags auch Datenträger im Programm, die sich direkt auf Metall montieren lassen, Tags, die sogar in Autoklaven Hitze und Feuchtigkeit widerstehen sowie Datenträger mit Atex-Zulassung für Ex-Bereiche. Seit kurzem erweitern neue Sensor-Tags den Nutzwert einer RFID-Anwendung und ermöglichen zahlreiche Apllikationen, die bislang nicht oder nur mit deutlich höherem technischen Aufwand realisierbar waren. Die Datenträger speichern nicht nur RFID-Daten, sondern verfügen gleichzeitig über eine integrierte Sensorfunktion. Die ersten EEPROM-Tags mit 512 Byte Speicherkapazität sind jetzt mit induktivem Näherungsschalter und mit Temperaturerfassung verfügbar, weitere Sensorkombinationen werden in Kürze folgen.
Wurde BL ident bisher vornehmlich für die Produktionssteuerung eingesetzt, so erlauben die großen Reichweiten und die Fähigkeit zur Pulkerkennung nun auch den effizienten Einsatz in Distribution, Logistik sowie dem gesamten Supply Chain Management.
Optik ergänzt RFID
In bestimmten Anwendungsfällen ist der Aufwand für RFID zu hoch, sodass hier optische Identifikationslösungen wie Bedrucken, Lasern oder Labeln unschlagbar sind. Um auch diese Applikationen bedienen zu können, bietet Turck neben dem RFID-System auch ergänzende Visionsysteme an. Neben ihrer Fähigkeit, als Inspektionssensoren zu prüfen, ob ein Werkstück die richtige Posi- tion, Stückzahl, Farbe, Form oder Lage hat, liegt ihre Stärke vor allem in der optischen Identifikation von Labeln oder Barcodes – bis hin zur Schrifterkennung.
Dass der Einsatz leistungsfähiger Bildverarbeitungslösungen nicht zwangsläufig mit hohem Aufwand oder hohen Kosten verbunden sein muss, zeigt Turcks Vision-Sensor iVu mit Touchscreen: Einfach wie ein Sensor, intelligent wie ein Kamerasystem, vereint die iVu-Serie die Vorteile beider Erfassungstechnologien in einem kompakten Gehäuse. Die Vision-Sensoren bestehen aus einer Kamera mit CMOS-Bildprozessor (Auflösung: 752 x 480), einem 2,7-Zoll-LC-Display sowie je einem 8-poligen M12x1-Anschluss für den Schaltausgang und die USB-Verbindung zum Up- und Download von Geräteeinstellungen oder aktualisierter Software. Verschiedene Linsen von 8 bis 25 mm sind ebenso erhältlich wie unterschiedliche Beleuchtungen (Rot, Blau, Grün, Weiß oder Infrarot) und Farbfilter. Durch den kompakten Aufbau und die intuitive Bedienung über den Touchscreen können selbst unerfahrene Erstanwender den Vision-Sensor innerhalb kurzer Zeit betriebsfertig installieren und teachen.
Neben dem Vision-Sensor iVu TG hat Turck den Data-Matrix-/Barcode-Leser iVu BCR in Schutzart IP67 im Programm. Der kompakte Reader ist wie alle iVu-Modelle ohne PC direkt über den Touchscreen an der Geräterückseite programmierbar. Der iVu BCR erkennt 2D-Data-Matrix- und 1D-Barcodes, bei Bedarf sogar bis zu zehn unterschied- liche Codes in einem Bild. Mit Lesezeiten von etwa 90 ms für einen Data-Matrix-Code und rund 30 ms für einen Barcode lässt sich der Reader auch in schnelle Produktionsabläufe integrieren. Sowohl der iVu BCR als auch der Vision-Sensor iVu TG sind ab sofort auch in einer Variante mit abgesetztem Touchscreen zu haben. Die Remote-Display-Versionen wurden speziell für schwer zugängliche Einsatzbereiche entwickelt, in denen der externe Touchscreen die Bedienung erleichtert.
Mit der Banner-Kameraserie Presence Plus hat Turck darüber hinaus auch für anspruchsvolle Vision-Applikationen flexible Bildverarbeitungslösungen im Angebot. Egal ob hohe Auflösungen gefragt sind, besonders schnelle Inspektionsgeschwindigkeiten oder die Unterscheidung farbiger Merkmale – die verschiedenen horizontal und vertikal montierbaren Ausführungen der P4-Reihe (Omni, Geo, Area, Edge und BCR) eignen sich für eine Vielzahl von Erfassungsaufgaben. Über die vorkonfigurierte grafische Benutzeroberfläche der Presence-Plus-Software können die Anwender nach der Installation der Kamera ganz einfach per Mausklick Inspektionsparameter einrichten: Kamera fokussieren, zu erfassendes Objekt hervorheben und Prüfmerkmale und Toleranzen auswählen – fertig.

INFO-TIPP
Mit einem Online-Simulator bietet Truck die Möglichkeit, geeignete Kombinationen von RFID-Schreibleseköpfen und -Datenträgern zu ermitteln:
Die Systeme von Turck kommen beispielsweise im Logistikzentrum von Brax-Leineweber in Herford zum Einsatz, einem führenden Unternehmen für Damen- und Herren-Oberbekleidung:

Praxis Plus
Mit RFID und Bildverarbeitungssystemen bietet Turck seinen Kunden ein passendes Identifikationsportfolio für das gesamte Supply Chain Management. So hat der Anwender die Möglichkeit, auf allen Ebenen des Produktionsprozesses Lösungen aus einer Hand einzusetzen – vom Wareneingang über die Fertigung bis hin zum Produktausgang. Ob die Identifikation auf den verschiedenen Ebenen optisch oder über Funkfrequenzen erfolgt, entscheidet die Applikation.
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