Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.
Tehnologija RFID v proizvodnem obratu.
V proizvodnih obratih nadzor dostopa ni omejen le na vstop v stavbo. S hitro naraščajočo avtomatizacijo industrije se pojavlja potreba po nadzoru dostopa do HMI panelov, PLC krmilnikov, robotov, strojev, orodij in vozil, ki se uporabljajo v intralogistiki. Operater mora biti ne le prepoznan s strani sistema, ampak mora imeti tudi pooblastila in usposabljanje, ki ustrezajo opravljanemu delu.
V takih implementacijah RFID deluje kot plast za identifikacijo uporabnika. Lahko se integrira s krmilnim sistemom, proizvodno aplikacijo ali sistemom za upravljanje dostopa. Podjetje ELATEC poudarja možnost uporabe enega, univerzalnega sistema na številnih področjih tovarne – od strojne avtentikacije do upravljanja flote in industrijskega prodajnega avtomata.
Zakaj je identifikacija operaterja pomembna v avtomatizaciji?
Sodobna proizvodna delovna mesta pogosto povezujejo človeka s krmilnim sistemom. HMI panel omogoča spreminjanje parametrov procesa, PLC enota upravlja z izvršilnimi napravami, robot pa lahko izvaja del operacij brez neposrednega posega in nadzora operaterja.
Problem se pojavi, ko je dostop do teh funkcij preširok in nenadzorovan. Oseba, ki uporablja panel, je lahko fizično pooblaščena za bivanje na delovnem mestu, vendar morda nima kvalifikacij, potrebnih za spreminjanje določenih parametrov ali upravljanje določenega stroja.
Sistem lahko preveri, ali ima določen delavec veljavne certifikate in usposabljanje. To velja tudi za dostop do nevarnih območij ali območij, kjer se izvajajo servisna dela.
Čitalnik sodeluje s sistemi Android, iOS, Linux, Mac OS X, Windows 7, Windows 8, Windows 10, Windows 11
RFID pri panelu HMI
Ena najpreprostejših aplikacij je identifikacija operaterja pri HMI panelu.
Namesto vnosa uporabniškega imena in gesla uporabnik prisloni identifikator na čitalnik, informacija o identiteti pa se lahko takoj prenese v sistem, odgovoren za avtentifikacijo. Glede na arhitekturo rešitve se lahko na ta način izvajajo med drugim:
prijava operaterja na delovno mesto,
dodelitev uporabnika določenemu stroju,
dostop do določenih funkcij HMI panela,
registracija začetka in konca dela,
povezava operaterja s podatki o proizvodnem procesu.
To je še posebej pomembno na področjih, kjer eno delovno mesto uporablja več delavcev.
Podatki operaterja lahko napajajo OEE sistem
Identifikacija delavca ima lahko še eno uporabo: zagotavljanje potrebnih informacij za proizvodne podatke.
Rešitev za strojno avtentifikacijo se lahko integrira s programsko opremo OEE (Overall Equipment Effectiveness). Z identifikacijo operaterjev je mogoče povezati podatke o uporabnikih z informacijami, ki se uporabljajo za analizo proizvodnje. Takšni podatki lahko podpirajo izboljšanje kakovosti in učinkovitosti procesa. Takšen pristop je zanimiv z vidika Industrije 4.0.
En identifikator na več področjih obrata
Implementacija ločenih sistemov identifikacije za vsako aplikacijo vodi do nastanka razpršenih okolij. Delavec lahko ima eno kartico za vstop v stavbo, drugo za upravljanje stroja, ločen PIN za vozilo in dodatne prijavne podatke za terminal.
Podjetje ELATEC predlaga drugačen pristop: uporabo univerzalnih čitalnikov, ki omogočajo upravljanje različnih identifikatorjev in uporabo že obstoječih identifikatorjev delavcev tudi v novih aplikacijah. Proizvajalec prav tako poudarja možnost uporabe pametnih telefonov kot digitalnih identifikatorjev. V praksi to pomeni možnost gradnje enega okolja avtentifikacije za takšne aplikacije, kot so:
vstop v obrat,
prijava na delovno mesto,
avtentifikacija stroja,
dostop do orodij,
industrijski prodajni avtomati,
viličarji in druga vozila,
omarice in sistemi za shranjevanje,
proizvodni kioski.
To ne pomeni, da morajo vse aplikacije uporabljati enako raven pooblastil za določenega uporabnika. Skupna pa je lahko plast identifikacije.
Univerzalni čitalniki in modernizacija obstoječe infrastrukture
V manjših industrijskih obratih pogosto obstajajo različne generacije kartic in avtentifikacijskih tehnologij hkrati. To je posledica večletnega razvoja infrastrukture: sistem za nadzor dostopa je lahko starejši od kasneje uvedenih proizvodnih rešitev.
Prav v takem okolju je pomemben širok spekter podprtih tehnologij. Rešitve ELATEC omogočajo upravljanje različnih in že obstoječih identifikatorjev v podjetju, hkrati pa pripravo infrastrukture za nove tehnologije.
Z vidika integratorja to pomeni možnost postopnega uvajanja novega sistema. Ni treba začeti z zamenjavo celotne identifikacijske infrastrukture. Nova delovna mesta se lahko opremijo s čitalniki, ki podpirajo tehnologije, že uporabljene v podjetju.
Prav tako je treba biti pozoren na vprašanje varnosti, ki je pomembno pri sistemih, ki obravnavajo občutljive podatke ali krmilne funkcije. Podjetje ELATEC poudarja podporo naprednim kriptografskim mehanizmom in možnost uporabe Secure Access Module (SAM) v svojih rešitvah. Končna raven varnosti pa je odvisna od celotne arhitekture – čitalnika, identifikatorja, avtentifikacijskega sistema, komunikacije in nadrejene aplikacije.
TWN4 Desktop – rešitev za operacijska delovna mesta
Med izdelki ELATEC, ki so na voljo v ponudbi TME, so čitalniki iz družine TWN4 Desktop, namenjeni predvsem sodelovanju z računalniki, terminali in nadrejenimi sistemi. Zaprto ohišje in integrirana antena omogočata njihovo uporabo kot pripravljen element operacijskega delovnega mesta, brez potrebe po oblikovanju lastnega strojnega dela čitalnika.
Posamezne različice se razlikujejo med drugim po podprtih tehnologijah identifikacije in načinu komunikacije. V izbrani skupini izdelkov so modeli, ki uporabljajo Bluetooth in NFC. To omogoča izbiro naprave glede na obstoječo infrastrukturo in vrsto identifikatorjev, ki se uporabljajo v podjetju.
Kje lahko TWN4 Desktop najde uporabo?
V industrijskem okolju je mogoče razmisliti o uporabi takega čitalnika med drugim pri:
delovnih mestih HMI – za identifikacijo operaterja pred začetkom dela,
industrijskih računalnikih – za brezkontaktno prijavo uporabnika,
proizvodnih terminalih – za dodelitev operacij določenemu delavcu,
sistemih za izdajo orodij – za identifikacijo osebe, ki prevzema opremo,
nadrejenih sistemih – kot vmesnik med RFID identifikatorjem in aplikacijo, ki upravlja proces.
Izbira določene različice mora biti odvisna od tehnologij uporabljenih identifikatorjev, vmesnika, ki ga zahteva aplikacija, in pogojev namestitve.
TWN4 Palon Compact – identifikacija vgrajena v delovno mesto ali instalacijo
Vsaka aplikacija ne zahteva čitalnika, postavljenega poleg računalnika ali HMI panela. V mnogih industrijskih sistemih mora biti identifikacijska naprava trajno vključena v konstrukcijo stroja, terminala, omarice ali dostopne točke. Za takšne aplikacije je namenjena družina ELATEC TWN4 Palon Compact.
V ponudbi so med drugim izvedbe Panel, prilagojene za panelno montažo in integracijo z nadrejeno napravo, ter Wall, namenjene za stensko montažo. Takšna rešitev lahko najde uporabo med drugim pri vhodih v zaščitena območja, proizvodnih delovnih mestih, avtomatih za izdajo orodij, sistemih industrijskega prodajnega avtomata, kioskih ali napravah, ki zahtevajo identifikacijo uporabnika.
ELATEC ponuja čitalnike, prilagojene za montažo na steno.
Družina Palon Compact podpira tehnologije identifikacije, ki se uporabljajo v pasovih 125 kHz in 13,56 MHz, izbrani različici pa tudi NFC in Bluetooth Low Energy. Razpoložljivost vmesnikov, kot so USB, RS-485, RS-232 ali Wiegand, pa olajša integracijo z različnimi nadrejenimi sistemi in infrastrukturo za nadzor dostopa.
TWN4 OEM – RFID kot del naprave
Pri načrtovanju lastnega stroja, terminala ali naprave RFID identifikacija ne potrebuje izvedbe z zunanjim čitalnikom. ELATEC ponuja tudi OEM module, ki jih je mogoče neposredno integrirati z elektroniko naprave.
Med izdelki, ki so na voljo v TME, so med drugim rešitve, ki pripadajo družinam TWN4 MultiTech 2 in TWN4 MultiTech 3. Za razliko od namiznih čitalnikov so namenjeni predvsem za vgradnjo, kar integratorju omogoča, da vključi RFID funkcijo neposredno v načrtovan HMI panel, terminal, stroj, prodajni avtomat ali intralogistično napravo.
Prednost takega pristopa je tudi široka izbira načinov komunikacije z nadrejeno elektroniko. Glede na različico so na voljo med drugim vmesniki USB, RS-232, GPIO, I²C, SPI, TTL ali Wiegand.
TXN4 OEM so moduli, zasnovani za integracijo z obstoječimi napravami.
S tem lahko proizvajalec naprave izbere ne le RFID tehnologije, ki jih podpira čitalnik, ampak tudi način njegove integracije z lastno elektroniko in programsko opremo.
Kako zasnovati sistem identifikacije operaterjev?
Pred izbiro določenega čitalnika je vredno opraviti analizo procesa in šele nato izbrati ustrezno napravo. Pri načrtovanju sistema je vredno odgovoriti na nekaj vprašanj, ki bodo pomagala prilagoditi tehnologijo specifičnim zahtevam:
kaj točno je treba zaščititi,
kateri identifikatorji se že uporabljajo v podjetju,
katere RFID tehnologije mora podpirati čitalnik,
ali sta NFC ali BLE potrebna,
kje bo naprava nameščena,
v kakšni obliki naj bo čitalnik nameščen – kot pripravljena namizna naprava, panelni ali stenski čitalnik ali OEM modul, vgrajen v napravo,
kateri vmesnik zahteva nadrejeni sistem,
katere podatke je treba posredovati po identifikaciji,
kako bo sistem upravljal z dovoljenji,
ali je treba podatke operaterja posredovati naprej v MES, OEE, ERP ali telematski sistem.
Šele na tej podlagi je mogoče določiti ustrezno obliko naprave – od pripravljenega namiznega čitalnika, preko rešitve za panelno ali stensko montažo, do OEM modula, namenjenega neposredni integraciji z elektroniko stroja ali terminala.
Od posameznega delovnega mesta do arhitekture Smart Factory
Največja vrednost sistema, ki uporablja univerzalno identifikacijo uporabnikov, je možnost njegove postopne širitve.
Na primer, implementacija se lahko začne z nekaj HMI delovnimi mesti. Po preverjanju rešitve se lahko isti identifikator uporabi pri naslednjih strojih. Nato se lahko sistem razširi na orodja, industrijski prodajni avtomat in floto vozil.
Rešitve podjetja ELATEC se odlično obnesejo pri takih predpostavkah: en avtentifikacijski sistem lahko upravlja tako fizični dostop, dostop do podatkov in omrežij, strojno avtentifikacijo, industrijski prodajni avtomat kot tudi identifikacijo voznikov vozil.
Pri tem je vredno upoštevati, da »en identifikator« ne pomeni »en informacijski sistem«. Posamezne aplikacije lahko imajo lastna pravila avtentikacije, medtem ko ostaja skupni element način identifikacije uporabnika.
Povzetek
RFID v proizvodnem obratu lahko opravlja veliko širšo funkcijo kot klasičen nadzor dostopa. Pri ustrezno zasnovani arhitekturi postane plast za identifikacijo uporabnika za HMI, PLC, stroje, orodne sisteme in intralogistične naprave.
Največjo vrednost daje povezava identifikacije z avtentifikacijo in nadrejenim sistemom. Omogoča odgovor ne le na vprašanje, kdo uporablja določeno napravo, ampak tudi, ali bi moral imeti dostop do nje in katere podatke je mogoče povezati z njegovim delom.
Ponudba podjetja ELATEC omogoča izbiro oblike čitalnika glede na način njegove integracije s sistemom. TWN4 Desktop se izkaže kot pripravljen čitalnik, ki sodeluje z računalnikom ali terminalom, TWN4 Palon Compact omogoča vključitev identifikacije v panel ali stensko instalacijo, medtem ko so moduli TWN4 OEM namenjeni neposredni vgradnji v načrtovano napravo. Tako lahko isti koncept identifikacije uporabimo tako pri posameznem operacijskem delovnem mestu, kot tudi kot element bolj razširjene infrastrukture obrata.
Na koncu o uspehu konkretne implementacije ne odloča sam čitalnik, temveč način vključitve identifikacije v obstoječo arhitekturo avtomatizacije, IT sistemov in varnostnih postopkov. Prav zato bi moral projekt implementacije RFID za industrijo začeti z analizo procesa in zahtev, šele nato pa z izbiro konkretne naprave.
