Blident - system automatycznej identyfikacji RFID w sterowaniu pracą przesiewaczy

Przesiewacze zataczające wyposażono w nośniki RFID do pracy w pyłowej strefie Ex

Istotną cechą proszku jest jego uziarnienie. W zależności od przeznaczenia produkowany jest proszek o wielkości ziaren potrzebnych do stworzenia produktu o konkretnych właściwościach. Jedna z niemieckich firm zdecydowała się zapanować nad tym procesem wdrażając do tego celu system identyfikacji RFID. Mowa o firmie Wacker, firmie z branży chemicznej o zasięgu globalnym, zatrudniającej około 17 tys. pracowników w 25 obiektach produkcyjnych.

Ma 20 centrów kompetencji technicznych i 53 biur sprzedaży na całym świecie. Najważniejszym miejscem produkcyjnym firmy jest fabryka w mieście Burghausen, bajkowo usytuowanym miejscu przy granicy z Austrią, w tak zwanym "Bawarskim trójkącie chemicznym". Fabryka zajmuje powierzchnię dwóch kilometrów kwadratowych, zatrudnia 10 000 osób na 150 stanowiskach i wytwarza tysiące różnych produktów.

Wśród nich znajdziemy m.in. proszki dyspersyjne, których dodanie do tynków, zapraw, klejów do glazury i innych materiałów budowlanych pozwala na uzyskanie specjalnych właściwości takich jak wydłużony czas pracy, wysoka elastyczność, czy zdolność do szybkiego wiązania i twardnienia. Proszek powstaje w końcowym etapie procesu, w wyniku osuszania płynnego półproduktu w specjalnie przeznaczonej do tego celu wieży.

Powstały w ten sposób proszek jest jeszcze rozdrabniany za pomocą drgań w specjalnych sitach, co nadaje ziarnom wymaganą wielkość. Następnie gotowy proszek jest pakowany. Aby podnieść jakość produkcji proszków dyspersyjnych, w zakładzie produkcyjnym zgłoszono potrzebę wdrożenia systemu pozwalającego na automatyczne wykrywanie rozmiaru sita użytego w przesiewaczach zataczających.

Właściwy rozmiar sita był do tej pory mierzony i dobierany ręcznie przez pracowników fabryki. Aby wykluczyć możliwość popełnienia błędu przez człowieka, sita użyte przy produkcji każdej partii musiały być mierzone automatycznie. To pozwoliło by nie tylko zagwarantować 100% jakość samego procesu, ale również umożliwić jego rejestrację.

Ciągłe wibracje, jakie występują w stosowanych przesiewaczach wymagają sprawdzonych rozwiązań. Oryginalny pomysł użycia kodowania mechanicznego w połączeniu z czujnikami indukcyjnymi szybko został odrzucony. Sito drga bez przerwy, zatem rozwiązania kablowe również nie wchodziły w grę.

Każdego miesiąca pracownicy zmuszeni byli wymieniać kable ekranujące sit, aby nie dopuścić do ich złamania mimo, że stosowano bardzo elastyczne wykonania. Stopniowo pojawił się pomysł wykorzystania rozwiązań RFID.

Z powodu szczególnych warunków środowiskowych panujących na terenie fabryki nowe rozwiązanie musiało również przejść proces zatwierdzenia do użycia w pyłowej strefie Ex. Turck był jedynym producentem na rynku, który mógł zaproponować odpowiednie rozwiązanie w oparciu o system RFID.

Rozwiązanie RFID

Głowica RFID w wykonaniu Ex odczytuje rozmiar siatki zapisany na nośniku przymocowanym do przesiewacza (po lewej)

Jak dotąd Wacker wyposażył cztery przesiewacze w głowice czytająco/zapisujące serii TNLR-Q80-H1147-Ex, które mają dopuszczenie do pracy w strefach 2 (gazowa) i 22 (pyłowa). Każde sito wykorzystywane w produkcji otrzymało nośnik danych TW-R50-B1280-Ex, na którym jest przechowywana informacja o rozmiarze oka sita.

Nośnik w kształcie pastylki został przymocowany do krawędzi sita, bezpośrednio pod pasem z optycznym oznaczeniem jego rozmiaru. Głowice RFID odczytują rozmiar z nośnika i przesyłają dane protokołem Profibus-DP do systemu sterowania procesem używając jednej z trzech stacji BL20.

W trakcie instalacji okazało się również, że blok funkcyjny, jaki dostarcza Turck do swojego systemu RFID jest przeznaczony dla sterowników PLC S7 Siemens, a nie systemów kontroli procesu technologicznego PCS7, jaki był używany w zakładzie.

Ścisła współpraca z Turck Support zaowocowała szybkim przystosowaniem bloku funkcyjnego do pracy z istniejącym systemem PCS7. System jest w użyciu od ponad roku i w pełni spełnił oczekiwania klienta. Pozytywne wyniki wpłynęły na decyzję o rozszerzeniu systemu RFID w następnym projekcie. Wacker zdecydował się identyfikować tzw. stacje sprzęgające gdzie również obecna jest strefa pyłowa Ex.

Dla większej przejrzystości procesu około dwudziestu węży o średnicy DN80 oraz 9 stacji należało oznaczyć "kodem cyfrowym". W tym celu każdy z 20. węży został wyposażony w nośnik zawierający numer określający go indywidualnie. Każda komora, do której wąż jest wprowadzany została wyposażona w głowicę RFID.

Kiedy wąż jest podłączany system odczytuje właściwy numer z nośnika i rozpoczyna proces, jeżeli podłączenie jest prawidłowe. Turck, oprócz samego systemu dostarczył projekt stacji sprzęgających z gotowym do użycia specjalnym złączem, które umożliwiło realizację zadania. Opisana aplikacja to tylko jedna z przykładowych realizacji, jakie firmy integratorskie wdrażają w przemyśle dzięki rozwiązaniom firmy Turck.

Dane do systemu sterowania PCS7 trafiają magistralą Profibus-DP przy użyciu stacji BL20

Rodzina BLident opiera się na modułowych systemach BL67, BLcompact i BL20. W zależności od stopnia skomplikowania układu, jedna stacja umożliwia obsługę od 2 do 16 kanałów RFID. Systemy mogą pracować jako interfejsy sieci Profibus-DP, DeviceNet, Modbus TCP, Ethernet/IP oraz Profinet. W zależność od potrzeb interfejs sieci (slave) może być programowalny zgodnie ze standardem IEC61131-3 w środowisku CoDeSys.

Sercem takiego układu jest 32-bitowy procesor RISC z pamięcią programu 512 kb przetwarzającym do 1000 instrukcji AWL w czasie krótszym niż 1 ms. Interfejs programowalny dzięki swojej "inteligencji" w prosty sposób pomaga odciążyć pracę sterownika ponieważ całość procedur związanych z pracą systemu RFID może być obsługiwana z jego poziomu.

Możliwości systemu identyfikacji BLident wykraczają poza zwykłą identyfikację elementu. Uzupełniony o pozostałe produkty z bogatej oferty firmy Turck umożliwia realizację prawie każdego zadania, które ma w tytule "automatyzacja". Zapraszamy do odwiedzenia naszej strony www.turck.pl.

Bartłomiej Besz
Turck
www.turck.pl