Kompakt robbanásvédelem

A mikrogázkapszulák felelősek a biztonsági övek előfeszítéséért és a fejtámlák biztonságos rögzítéséért a gépkocsi ütközése pillanatában. Ezekbe a kapszulákba az IMA Automation cégnél egy teljesen automatizált rendszerrel pontosan meghatározott mennyiségű, porszerű robbanóelegyet töltenek. A szerelőrendszer a Turck RFID-rendszerét is felhasználja a termékek követésére a poros Ex-es környezetben.

Turck RFID-vel követik a mikrogázkapszulák útját  az EX-es térben

„Az Atex-zóna nem megszokott környezet a gyártásautomatizálási gépgyártók számára” – tájékoztat Andreas Gradl, az ambergi (Bajorország) IMA Automation cég projektmenedzsere. A cég innovatív szerelő- és gyártórendszereket épít a legkülönfélébb iparágak számára. Abban viszont közösek ezek a területek – például az orvostechnika, az elektronika, az autóipar, a fogyasztásicikk-gyártás és a kozmetikai ipar –, hogy a technológiai folyamat és a munkakörnyezet általában nem robbanásveszélyes. Az IMA tehát vadonatúj területre lépett, amikor a mikro-gázgenerátorok gyártásához szükséges automatizálási megoldást fejlesztett ki a poros Ex zóna 22 besorolású, veszélyes munkaterületre.  
A mikro-gázgenerátorok kisméretű robbanókapszulák, amelyek a gépkocsik övfeszítő mechanikájába vagy a fejtámla rögzítő­rendszerébe építve működtetik azokat. Ütközés esetén az aktív övfeszítő szorosabbra feszíti a biztonsági övet. Az aktív fejtámlarögzítő működtetésére pedig a járművet hátulról érő ütközéskor van szükség. A biztonsági rendszerből érkező indítójel hatására a hátsó ütközés pillanatában a fejtámla előremozog, csökkentve ezzel a távolságot az utas feje és a fejtámla között, megelőzve az utas fejének hátracsapódása által okozott sérüléseket, az úgynevezett „ostorcsapás-effektus” következményeit.

A Turck kompakt, M18 menetes tokozású RFID író/olvasófejei még poros Ex zóna 22-térben is használhatók

Robbanásvédelmi koncepció

A gyártó az IMA Automation Amberg GmbH-val kötött szerződést a mikrogázkapszulák automatizált szerelésére szolgáló rendszer kivitelezésére. A robbanásvédelmi koncepció arra a területre vonatkozott, ahol a veszélyes munkafázisok elkülönített Atex-zónában folynak. Az üres kapszulákat a biztonságos zónában helyezik a munkadarabtartókba, és itt megmérik a súlyukat^[1] is. A teletöltött munkadarabtartókat konvejor szállítja a robbanásveszélyes térbe, ahol a kapszulákat megtöltik, és ezt több mérőállomáson ellenőrzik is. A leválasztott robbanásveszélyes tér egy külön épületben kapott helyet, amelyhez szándékosan terveztek gyengébb falakat annak érdekében, hogy robbanás esetén a robbanás energiája ellenőrzött módon nyelődjön el.
Azonkívül, hogy a robbanásbiztonság első helyen szerepelt a követelmények között, a felhasználó azt is előírta, hogy a kapszulák töltését milligramm-pontossággal kell tudni elvégezni, és integrált rendszerben egyesítsék az üzem minőség-ellenőrzési és minőségbiztosítási rendszerét. Bármilyen hibája is van egy kapszulának, azt a gyártási folyamat lehető legkorábbi fázisában kell felismerni, és azonnal el kell távolítani a folyamatból. Mivel a robbanókapszulák minőség-ellenőrzésének lehetőségei korlátozottak, teljesen hibátlan gyártmányok előállítását kell megvalósítani. A szerelőrendszernek különféle mikro-gázgenerátorok előállítását kell lehetővé tennie, amelyeket – típustól függően – különböző, porállagú robbanóeleggyel kell megtölteni. Néhány port a tömeg, másokat a térfogat alapján kell bemérni a kapszulába. A folyamat végső tömegellenőrzésénél a gyártórendszernek mikrogramm pontossággal kell ismernie a betöltött por mennyiségét (és természetesen a típusát). A megrendelő már az első megrendelési fázisban azt is közvetlenül előírta, hogy minden egyes kapszula egyedileg azonosítható legyen a gyártási folyamat tartama alatt.

Az RFID író/olvasófejek M18-as saválló acél tokozásának fehér végén helyezkedik el az érzékelő. A leolvasással minden munkadarab egyedileg azonosítható

A kapszulák tárasúlyát pontosan ismerni kell

Az üres alumíniumkapszulák súlyát először a biztonságos térben lemérik, mivel ezeknek a gyűszűnyi tartályoknak a tömege milligrammokkal térhet el egymástól. A vezérlő egy adatbázisban tárolja ezeket az üres súlyokat annak meghatározása érdekében, hogy a töltéskor hány milligramm robbanóanyag került a kapszulába.
A folyamatban zárt ciklusban 150 munkadarabtartót használnak fel, amelyeket a Turck ident BLident rendszerével azonosítanak. Ebből a célból minden egyes munkadarabtartóba egy RFID-azonosítót (tag-et) építettek be.  
A folyamat első lépéseként a gép leméri a kapszulák üres súlyát, és ezeket a tárasúlyokat egy adatbázisban jegyzi fel. Ebben az adatbázisban a munkadarabtartót a beleépített RFID-tag egyedi azonosító számával (UID – Uniques Identification Number) azonosítják, amelyet RFID-író/olvasó fej olvas le. Az IMA képes volt ennek a rendszernek a feldolgozási sebességét 30 db/perc értéken tartani, amelyhez egyetlen RFID-író/olvasóra és két párhuzamosan mű­ködő mérlegre volt szükség.
Az első súlymérés után a kapszulát a konvejor a robbanásveszélyes térbe szállítja, ahol az első lépésben súly szerint töltenek bele anyagot. A folyamat egy későbbi állomásán történik egy másik, térfogat alapú töltési művelet is. A termék típusa szerint különböző mennyiségű és fajtájú anyagokkal történt töltési műveletek befejeztével a kapszulához még hozzátöltik azt a pormennyiséget, amennyit az üres súly mérési eredményei alapján a pontos töltősúly eléréséhez még hozzá kell adni. A teljes töltési súly és az egyedi pormennyiségek mérése különböző mérőállomásokon történik, amelyek eredményei alapján milligramm pontossággal kiszámítható és ellenőrizhető a végtermék súlya.
A rendszer a munkadarabtartókat a kapszulákkal együtt is azonosítja. Ha túl sok vagy túl kevés por került valamelyik kapszulába, azokat hibás darabként jelölik meg az adatbázisban, és eltávolítják a folyamatból. A megmaradt, pontosan töltött kapszulákba végül beszerelik a gyújtószerkezetet, amelyet a gyártórendszernek egy másik részlegében készítenek.

Zóna 22 térben is használható, kompakt RFID-megoldások

A teljes rendszerbe hét – robusztus kivitelű, Ex-tanúsítvánnyal rendelkező – RFID-író/olvasófejet építettek be. A fő ok, amiért végül a Turck író/olvasófejét választották, az M18-as menettel rögzíthető tokozat és a poros Ex Zóna 22 térben való alkalmazhatóság volt. „A Zóna 22 az alacsonyabb besorolású Atex-zónák egyike. A Turck választékában találtunk olyan író/olvasófejet, amelyet kimondottan erre a besorolásra terveztek. Bár más gyártók is ajánlanak robbanásbiztos RFID-készülékeket, néhányuk a magasabb (lángálló eszközöket igénylő) Ex-kategóriákhoz készült, és az ezzel járó, lényegesen magasabb árat akkor is meg kell fizetni, ha azt nem használjuk ki. Ebből a szempontból azt mondhatjuk, hogy a műszaki és gazdasági előnyök megfelelő kombinációja miatt választottuk a Turck rendszerét” – magyarázta Andreas Gradl, és hozzátette: „Az alkatrészek mérete is lényeges volt számunkra. A többi gyártók lángálló kivitelű RFID-olvasói egyszerűen túl nagyok voltak a mi alkalmazásunkhoz. Az M18-rögzítésű író/olvasófej – vagy valami ehhez hasonló – volt csak elég kicsi erre a célra, és ezt a Turcknál találtuk meg.”

Az üres alumíniumkapszulák súlyát még a biztonságos térben megmérik. Ennek ismeretében lehet milligramm-pontossággal betölteni a robbanóanyagot 

Ebben az esetben a végfelhasználó volt az, aki felhívta az IMA Automation Amberg GmbH figyelmét a Turck cégre mint az RFID-megoldások teljes körű szállítójára. „A Turck adott nekünk egy író/olvasófejből, RFID-tagekből és egy terepbusz-gatewayből álló tesztrendszert. Tesztjeink során a munkadarabtartókat sikerült hibátlanul azonosítani. Ezzel meg is született a döntés” – így írja le Gradl a rendszer céljára megfelelő RFID-rendszer kiválasztásának valóban rövid folyamatát. Egyetlen Turck-gateway elegendő volt a hét író/olvasófejnek a rendszervezérlőhöz való csatlakoztatására Profibuson keresztül. A 150 RFID azonosító tag is a Turck terméke.

Az író/olvasófejből származó adatok a BL20 Profibus gateway segítségével jutnak el a rendszervezérlőhöz

A szoftverillesztés a teljes gyártásirányító rendszerhez különösen nagy feladat volt, amely a mérlegelést és a töltőállomásoknak a különböző termékfajtákhoz igazodó töltési profilját is vezérelte. Minden egyes kapszula töltési mennyiségét egyedileg tárolták az adatbázisban, aszerint, hogy éppen milyen típusú kapszulát gyártanak. Az integrált minőségbiztosítás is ennek alapján történik. A folyamat végén kizárólag pontosan töltött kapszulákat lehet találni a munkadarab-tárolókban.

A rendszerben 150 db Turck-gyártmányú RFID-tag kering zárt ciklusban

Az IMA a jövőben is számít a Turck RFID-technológiájára. „A technikai követelmények tisztázása gyorsan és nehézségek nélkül történt, a termék kifogástalanul működik. Ezek után pontosan tudjuk, kihez forduljunk ismét, ha kompakt RFID-megoldást keresünk Ex-es területre” – foglalja össze Andreas Gradl termékmenedzser.

Szerző: Achim Weber – értékesítési specialista – Turck GmbH

Turck Hungary Kft.
1117 Budapest, Infopark,
Neumann János u. 1/E
Tel.: +36 1 477 0740 , fax: +36 1 477 0741
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.turck.hu

Még több Turck

Cimkék: RFID | robbanásbiztonság

[1]A cikk szerzője az eredetiben többnyire súlyt emleget ott is, ahol a szó precíz, fizikai értelmében tömegről van szó. A magyar változatban azonban ezt több helyütt tömegként fordítottuk, különösen olyan esetekben, amikor a tömeg mértékegységével együtt fordult elő. Az eredetiben is meglevő és a fordításban is meg-megjelenő „fogalomzavart” nyilván az okozza, hogy a cikkben említett tömegméréseket súlymérésre visszavezetve végzik el. Bízunk abban, hogy a cikk megértését a „vegyes” szóhasználat nem befolyásolja. – A ford. megj.