RFID-System steigert Effizienz in Kupferrohrfertigung

Den Fertigungsprozess von Kupferrohren überwacht ein chinesischer Hersteller mit einem RFID-System von Turck, dezentral gesteuert durch programmierbare BL20-Gateways

Die Fertigung von Kupferrohren sieht viele Produktionsschritte an unabhängig arbeitenden Maschinen vor. Um den Materialfluss zu kontrollieren und aufwändiges manuelles Dokumentieren zu vermeiden, rüstete Turck einen chinesischen Hersteller mit einem RFID-System aus. UHF-Schreib-Lese-Köpfe Q175 lesen die Nummern von Metallrahmen aus robusten UHF-Datenträgern aus. Das modulare I/O-System BL20 gibt diese an das Produktionsleitsystem des Unternehmens weiter und steuert zugleich den dezentralen Betrieb der RFID-Reader.

  • Ein programmierbares Gateway in Turcks BL20-I/O-System steuert die RFID-Reader dezentral

  • Der robuste UHF-Datenträger kann direkt am Metallrahmen montiert werden

  • Mit UHF-RFID-Technik erfasst Turcks Schreib-Lese-Kopf Q175 auch weiter entfernte Datenträger

  • Kupferrohre werden während vieler Produktionsschritte auf Materialrahmen gewickelt

Produktionsleitsystem verlangt Echtzeitdaten

Der Übergang von produktionsorientierter zu service- beziehungsweise bedarfsorientierter Fertigung heißt auch: Mensch, Maschine und Produkt aufeinander abzustimmen und noch genauer über den aktuellen Materialfluss informiert zu sein. Ein großer chinesischer Hersteller löst dies inzwischen über ein Produktionsleitsystem – und ist dabei auf Echtzeitdaten aus dem Feld angewiesen. Zu diesem Zweck stellte Turck (Tianjin) Sensor Technology Co. eine RFID-Lösung bereit – mit mehr als 180 Schreib-Lese-Köpfen und etwa 1.400 robusten Datenträgern in Schutzart IP69K.

In der Kaltumformung von Kupferrohren übertrugen Mitarbeiter des chinesischen Großunternehmens bislang sämtliche Produktionsdaten manuell, zum Beispiel Rohmaterialinformationen oder Prozessparameter. Um das Materialmanagement zu vereinfachen, installierte der Systemintegrator Turck Engineering Control Systems eine RFID-Lösung in direkter Nähe der Maschinen. Hier kam den Ingenieuren zugute, dass sich die Kupferrohre während der Produktionsschritte auf runden Metallrahmen befinden. Die Materialinformationen einer Charge lassen sich mit dem jeweiligen Rahmen verknüpfen, an dem problemlos ein RFID-Datenträger angebracht werden kann.

Robuster RFID-Datenträger zur Montage auf Metall

Turck nutzt dafür robuste Hard Tags, die speziell für die Montage auf Metall geeignet sind und auch bei Rotationen mit Hochgeschwindigkeit fest am Rahmen sitzen. Auf einem Datenträger ist jeweils die Nummer des Materialrahmens hinterlegt, die das Produktionsleitsystem dann einer bestimmten Charge zuordnen kann.  

Informationsaustausch zwischen RFID-Reader, UHF Tag und MES

In der Nähe der Arbeitsstationen befindet sich jeweils ein RFID-UHF-Schreib-Lese-Kopf Q175. Er liest die Nummer eines Materialrahmens aus; wohlgemerkt mit UHF-Technik, da ein gewisser Abstand zwischen Reader und Datenträger besteht und sich die RFID Tags aufgrund der Rahmen-Rotationen nicht immer im unmittelbaren Erfassungsbereich befinden. Über die Anbindung an das Produktionsleitsystem kommt ein Austausch zwischen Datenträger, Schreib-Lese-Kopf sowie dem übergeordneten Manufacturing Execution System (MES) zustande.

Ethernet-Gateway als unabhängige Steuerung

Die Kommunikation zwischen den Schreib-Lese-Köpfen und dem Produktionsleitsystem stellt Turcks I/O-System BL20 her, das auch dezentral den Betrieb der RFID Reader kontrolliert. Neben unterschiedlichen Anschlussmodulen, etwa für RFID Devices, besteht es jeweils aus einem programmierbaren Multiprotokoll-Ethernet-Gateway BL20-PG-EN-V3. Dieses fungiert als unabhängige Steuerung jedes lokalen RFID-Systems, da vor Ort keine SPS zur Verfügung steht und eine Vielzahl von Feldgeräten in Echtzeit angesprochen werden sollen. 

Fazit: Integrationshelfer für Industrie 4.0

Turcks RFID-System unterstützt die zunehmend digitalisierte Fertigung des chinesischen Herstellers von Kupferrohren. Im Produktionsmanagement bietet es ein Echtzeit-Tracking von Materialien, was im Übrigen auch der Qualitätskontrolle dient, sorgt für die eindeutige Materialzuordnung und überträgt Daten rechtzeitig innerhalb des laufenden Prozesses. „Effizienz und Pünktlichkeit haben sich dadurch in der Fertigung deutlich verbessert“, resümiert Projektleiter Gao Jianqiang von Turck Engineering Control Systems.

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