Miesięcznik naukowo-techniczny "Pomiary Automatyka Robotyka" nr 10/2014

10/2014

P O M I A RY • A U T O M AT Y K A • R O B O T Y K A

PAR miesięcznik naukowo-techniczny

9 771427 91230 6

10

ISSN 1427-9126 Indeks 339512 Cena 10,00 zł w tym 8 % VAT

www.par.pl

TEMAT NUMERU

ROZMOWA PAR

RYNEK I TECHNOLOGIE

Systemy wizyjne, widzenie maszynowe

Piotr Glinka, prezes firmy Turck Polska

Systemy zdalnego odczytu i kontroli

22

44

50

Projekt6 28.08.14 12:20 Seite 1 Projekt6 28.08.14 12:20 Seite 1

TAK

CZY MOGĘ ZAMAWIAĆ TAKŻE

MAŁE ILOŚCI?

CZY OFERUJE

NIE

TAK

CZY POSIADA

BOGATĄ OFERTĘ

SZYBKĄ DOSTAWĘ?

TAK

PRODUKTÓW OD

Nie warto ryzykować.

WIODĄCYCH PRODUCENTÓW?

CZY ZAPEWNIA

NIE

JAK ZNALEŹĆ

ZAUFANEGO DOSTAWCĘ

ELEKTRONIKI I AUTOMATYKI?

FACHOWĄ OBSŁUGĘ KLIENTA? TAK

RS Components Na nas można liczyć.

Wybierając RS, mogą mieć Państwo pewność, że dokonują właściwego wyboru.

RS Components to aż 500 000 produktów z zakresu elektroniki, automatyki i utrzymania ruchu od ponad 2500 wiodących producentów.

Zamówione produkty dostarczamy już do 24h lub do 48h w zależności od lokalizacji odbiorcy zamówienia.

pl.rs-online.com

SPIS TREŚCI

22

TEMAT NUMERU

Dobór optymalnej kamery do zadania wizyjnego System wizyjny składa się z układu oświetlenia, obiektywu, kamery i komputera z oprogramowaniem. Elementem najbardziej zaawansowanym i krytycznym dla poprawności działania aplikacji jest kamera. Jej optymalny dobór wymaga znajomości i rozumienia funkcji modułów kamery. W artykule omówiono podstawowe cechy i funkcje implementowane w kamerach.

WYDARZENIA

NOWOŚCI

7

Aktualności

14

Nowe produkty

11

MIDEST 2014 już w listopadzie – paryskie targi kooperacji przemysłowej zapraszają

72

EDS-G500E – nowa rodzina switchy Moxa

12

Factories Tour 2014: nowoczesna produkcja z bliska

74

Nowe panele HMI z serii NA firmy OMRON

74

XVIII Krajowa Konferencja Automatyki

75

EUROTRAFO działa globalnie

80

Seminaria Naukowe PIAP

76

Zapewniamy ciągłość produkcji

RYNEK I TECHNOLOGIE

50

Znaczniki RFID – przegląd transponderów RFID pod kątem zastosowań przemysłowych Technologia RFID zdobywa popularność w przemyśle.

Stanowi wygodny sposób automatyzacji pewnych obszarów zastosowań, zarówno w halach fabrycznych, jak i w logistyce. Ma dużą przewagę nad identyfikacją za pomocą kodów kreskowych czy dwuwymiarowych, graficznych, a do tego występuje w wielu odmianach, których specyfika predestynuje poszczególne rodzaje znaczników RFID do różnych aplikacji. W artykule przedstawiono przegląd dostępnych technologii oraz omówiono przykładowe rozwiązania, oferowane na polskim rynku.

4

RYNEK I TECHNOLOGIE 66

RFID w ofercie ifm electronic – zastosowanie, rodzaje i możliwości systemów identyfikacji

68

Systemy identyfikacji PEPPERL+FUCHS

69

Skanery laserowe firmy MICRO-EPSILON

70

Pewne połączenie dzięki RFID

FORUM MŁODYCH 82

ROZMOWA PAR

Myśl globalnie, ale pracuj lokalnie

44

European Rover Challenge 2014

NAUKA 84

Sterowanie hybrydowym systemem grzewczym

prof. dr hab. inż. Wojciech Grega, dr inż. Wojciech Kreft – AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej

88

Optymalna strategia przejazdu monocykla przez zbiór punktów referencyjnych w środowisku kolizyjnym

mgr inż.Tomasz Gawron, dr inż. Maciej Marcin Michałek – Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, Politechnika Poznańska

APLIKACJE

96

Indeks firm

38

Wszechstronność w branży browarniczej – skuteczna kontrola jakości dzięki czujnikom wizyjnym

98

Prenumerata

42

Etykieciarki UNILOGO z kamerami Omron Electronics – przykłady aplikacji systemu wizyjnego w branży kosmetycznej i farmaceutycznej

Rozmowa z Piotrem Glinką, prezesem firmy Turck Polska.

TEMAT NUMERU

Systemy wizyjne, widzenie maszynowe 34 37

Systemy wizyjne w zastosowaniach zrobotyzowanych Czytnik kodów OPC120P firmy PEPPERL+FUCHS

10/2014

P O M I A RY • A U T O M AT Y K A • R O B O T Y K A

POMIARY 48

Dotyk pod kontrolą – czujniki siły i momentu obrotowego firmy SCHUNK

Miesięcznik naukowo-techniczny Pomiary Automatyka Robotyka

PAR miesięcznik naukowo-techniczny

ISSN 1427-9126 Indeks 339512 Cena 10,00 zł w tym 8 % VAT

www.par.pl

Rok 18 (2014) nr 10 (212) ISSN 1427-9126, Indeks 339512

ROBOTYKA 49

Certyfikowane produkty SCHUNK dla branży spożywczej

Na okładce: systemy identyfikacji RFID BL ident firmy Turck

9 771427 91230 6

10

TEMAT NUMERU

ROZMOWA PAR

RYNEK I TECHNOLOGIE

Systemy wizyjne, widzenie maszynowe

Piotr Glinka, prezes firmy Turck Polska

Systemy zdalnego odczytu i kontroli

22

44

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

50

5

Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ i odkryj trzeci wymiar papieru PAR+ to bezpłatna aplikacja mobilna na systemy iOS oraz Android, dzięki której Czytelnicy miesięcznika „Pomiary Automatyka Robotyka” uzyskują bezpośredni dostęp do dodatkowych treści powiązanych z wybranymi publikacjami.

PAR jest pierwszym miesięcznikiem naukowo-technicznym w Polsce, który oferuje swoim odbiorcom to unikatowe rozwiązanie.

Dzięki PAR+można jednym dotknięciem palca obejrzeć film lub animację powiązaną z artykułem, przejść na stronę internetową lub do galerii zdjęć z wydarzenia opisanego w relacji prasowej, przeczytać rozszerzoną wersję artykułu, przejrzeć i pobrać specyfikację produktu opisywanego w artykule, skomentować artykuł na Facebooku, i wiele, wiele więcej.

Więcej informacji na par.pl/plus

Pobierz i uruchom bezpłatną aplikację PAR+

2

Skieruj kamerę telefonu lub tabletu na stronę artykułu oznaczonego ikoną PAR+

3

Na wyświetlaczu urządzenia pojawi się sześcian z logo PAR+ oraz przyciski prowadzące do dodatkowych treści

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

FACEBOOK

VIDEO

AKTUALNOŚCI WYDARZENIA

IV Smart Communications & Technology Forum za nami Organizowane przez CBE Polska Smart Communications & Technology Forum rokrocznie gromadzi szerokie spektrum przedstawicieli rynku, w tym ekspertów sektora energetycznego i gazowego, przedstawicieli sektora komunalnego i administracji, dostawców rozwiązań, naukowców, inżynierów, technologów, organizacje branżowe i instytucje finansowe, jak również przedstawicieli rządu. Nie inaczej było w tym roku.

Ostatnia edycja wydarzenia, która odbyła się 18 września 2014 r. w warszawskim hotelu Marriott, stała pod znakiem wielu interesujących dyskusji powiązanych z projektami Smart Grid i Smart Metering. Jak podkreślano w trakcie forum, rozmowy na temat rozwoju tego typu projektów trwają w naszym kraju od dobrych kilku lat, a wszelkie opóźnienia we wdrożeniach wynikają głównie z braków legislacyjnych. Obecnie jednak polskie projekty mają szansę przyśpieszyć, m.in. dzięki projektowanym zmianom w prawie energetycznym.

W czasie IV Smart Communications & Technology Forum omówiono wiele ciekawych case studies. Wśród nich znalazły się projekty związane z automatyzacją sieci średniego i niskiego napięcia oraz z zarządzaniem elementami produkcji i przyłączeń energii rozproszonej – projekt pilotażowy DEMO5 Smart Region Vrchlabi wdrożony w Czechach oraz zrealizowany w Niemczech projekt MeRegio – Minimum Emission Regions. O wielkoskalowym projekcie Star opowiadała podczas forum Marta Solaz, Regional Project Manager w Iberdrola Engineering. Projekt STAR ma na celu modernizację sieci zarządzanej przez Iberdrolę, wliczając w to wymianę

wszystkich liczników na inteligentne, czyli 10 mln do końca 2018 ru. Częścią projektu STAR jest wdrożenie w Castellon – miasto ma obecnie jedyny w swoim rodzaju system dystrybucji energii z rozległym systemem komunikacyjnym i automatyczną siecią. Z kolei francuski wielkoskalowy Projekt Pokazowy GreenLys łączy w sobie wszystkie elementy smart gridu. Integruje on odbiorcę energii, rozproszone źródła (energia słoneczna i kogeneracja), elektryczne samochody i inteligentne liczniki w jedną całość. Bierze w nim udział około tysiąca odbiorców detalicznych i 40 odbiorców komercyjnych energii. W latach 2012–2016 we wdrożenie zostanie zainwestowanych 40 mln euro.

Sporo miejsca poświęcono także magazynom energii jako nowemu wsparciu dla energii odnawialnej w krajach z inteligentną siecią. Do tej pory tego typu projekty miały jedynie charakter testowy, obecnie technologia dużych magazynów energii wchodzi w komercyjny etap.

REKLAMA

Fot. CBE Polska, Nord

Nowa odsłona www.nord.pl Strona internetowa Nord Drivesystems została odświeżona. Na w w w. n o r d . p l użytkownicy ze wszystkich sektorów przemysłu znajdą odpowiednie rozwiązanie napędowe do każdej aplikacji. Informacje o produkcie, projekty referencyjne i sekcja pobierania są starannie zaprojektowane do działania na komputerach, tabletach i smartfonach.

Nawigacja po stronie jest równie prosta i wygodna zarówno za pomocą myszy, jak i ekranu dotykowego. Każdy kraj z oddziałem NORD ma własną wersję językową.

Dobrze zorganizowana zakładka „Katalog produktów” zapewnia wyczerpujące informacje na temat wszystkich dostępnych reduktorów, silników i elektroniki napędowej, kładąc szczególny nacisk na rozwiązania energooszczędne.

Indywidualne podstrony z funkcjami produktów zawierają szczegółowe dane charakterystyczne i skupiają wszystkie potrzebne linki do dokumentacji i oprogramowania. Użytkownicy mogą generować pliki CAD i modele 3D. Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

7

WYDARZENIA AKTUALNOŚCI

Jakie są zalety i korzyści wprowadzenia systemu ERM/CRM w firmie oraz jakie realne koszty i problemy się z tym łączą – o tym wszystkim rozmawiano podczas konferencji „Wpływ technologii na kondycję przedsiębiorstw – systemy ERP I CRM”, która odbyła się 23 września 2014 r. w warszawskim hotelu Radisson Blu. Organizatorem konferencji był MultiTrain.

Uczestnicy konferencji mieli unikalną sposobność spojrzenia na kwestię wdrażania dużych systemów informatycznych z kilku różnych punktów widzenia – dostawcy oprogramowania, klienta dokonującego zakupu i konfiguracji systemu, audytora projektu informatycznego, i wreszcie użytkownika końcowego systemu ERP/CRM. Grupę klientów i użytkowników końcowych reprezentowali przedstawiciele bardzo różnych branż i podmiotów. Michał Boguszewski z firmy Bosch Rexroth, Dariusz Żurakowski z Banku BGŻ, Zenon Kordyś z firmy Polcolorit, najstarszego w Polsce prywatnego producenta płytek ceramicznych, oraz Małgorzata Zatorska z Muzeum Łazienki Królewskie w Warszawie opowiedzieli o doświadczeniach zebranych przez te firmy w trakcie wdrażania, a następnie użytkowania systemów do zarządzania zasobami przedsiębiorstwa i/lub zarządzania relacjami z klientami.

Z kolei dobre praktyki i standardy w realizacji systemów ERP i CRM omówił dr inż. Andrzej Kamiński z SGH, audytor projektów informatycznych dofinansowanych ze środków UE oraz Banku Światowego.

Ciekawym uzupełnieniem powyższych prelekcji była prezentacja Andrzeja Drzymalskiego z Polskiego Centrum Produktywności poświęcona narzędziom badania produktywności oraz najczęstszym błędom popełnianym podczas wdrożeń systemów ERP. Oprócz wykładów merytorycznych i case studies uczestnicy konferencji mogli zapoznać się ofertą dostawców oprogramowania klasy ERP, wśród których znalazły się firmy Ericpol i Aspekt (Microsoft Dynamics), proALPHA Polska (proALPHA), Heuthes (ISOF-ERP), ARP Ideas (Microsoft Dynamics), CRMwPraktyce.pl (LiveSpace), Damal Grupa Dr IT (m.in. enova, Symfonia, WAPRO, Iluo, Skills), Advanced Business Solutions (m.in. ABS, Microsoft Dynamics, eBOK) oraz spółka Sage (Sage). Z poszczególnymi systemami można było zaznajomić się zarówno w trakcie krótkich prezentacji wplecionych w sesje merytoryczne, jak i podczas bezpośrednich rozmów ze specjalistami dostępnymi na stoiskach rozstawionych w hotelowym foyer.

Konferencję zorganizowano pod patronatem Ministerstwa Gospodarki. Portal AutomatykaOnline.pl był patronem prasowym wydarzenia.

8

Ruszyła rejestracja odwiedzających na targi MAINTENANCE i SyMas Trwa odliczanie do rozpoczęcia jedynych w Polsce i cieszących się coraz większą popularnością Targów Utrzymania Ruchu Planowania i Optymalizacji Produkcji Maintenance.

Wydarzenie, jak co roku, połączone będzie z Targami Obróbki, Magazynowania, Transportu i Logistyki Materiałów Sypkich i Masowych SyMas. Obie imprezy odbędą się w dniach 29–30 października 2014 r. w Hali EXPO Kraków.

Targi zgromadzą najlepszych europejskich specjalistów z obydwu branż z ponad 150 firm. Lista wystawców jest imponująca – pojawią się nie tylko firmy z Polski, ale i z całej Europy. Na szczególną uwagę zasługuje pawilon wystawców z Niemiec i Holandii. W programie imprez towarzyszących jak co roku znajdą się bezpłatne seminaria learnShops oraz szkolenie pod nazwą „Jesienna Szkoła Utrzymania Ruchu”, dostarczające przede wszystkim praktycznej wiedzy dla przedstawicieli działów produkcji i utrzymania ruchu.

Więcej szczegółów można znaleźć na stronie www.easyfairs.com/pl/symas2014. Tam można też dokonać rejestracji on-line umożliwiającej bezpłatny wstęp na targi.

DANFOSS oraz DEVI wprowadzają programy partnerskie Elite Profesjonalni instalatorzy muszą spełniać szereg specyficznych wymagań stawianych przez klientów. Takie sytuacje stanowią dla nich wyzwanie, któremu muszą sprostać.

Oznacza to, że instalatorzy, którzy chcą zaoferować klientom lepsze usługi muszą ciągle doskonalić i poszerzać swoje umiejętności, co wpływa pozytywnie na rozwój działalności. Właśnie z tego powodu Danfoss oraz DEVI uruchomiły od początku września nowe programy partnerskie Elite dla instalatorów oraz osób związanych z branżą grzewczą. Dzięki nim instalatorzy mogą zdobywać nowe umiejętności i wiedzę w zakresie rozwiązań grzewczych. Rozszerzone kompetencje dają instalatorowi możliwość świadczenia usług na najwyższym poziomie, wzrost liczby zadowolonych klientów, a tym samym rozwój działalności.

Instalator może nie tylko wykorzystać nowo zdobyte informacje w swojej pracy zawodowej, lecz także uczestniczyć w konkursach i szkoleniach oraz wygrać atrakcyjne nagrody. Za każdym razem, gdy uaktualnia swoje umiejętności, zdobywa punkty, które mogą być zamienione na nagrody zarówno do użytku prywatnego, jak i zawodowego. Więcej informacji można znaleźć na stronie www.elite.danfoss.pl i www.elite.devi.pl.

Fot. PAR, AOL, Danfoss, Siemens

ERP i CRM w praktyce

Fot. PAR, AOL, Danfoss, Siemens

SIEMENS w chmurze Chmura to nie tylko wirtualne miejsce do przechowywania danych. To także możliwości, które mogą zmienić na zawsze procesy i usługi przemysłowe. W nową erę chmur wkracza również Siemens.

Analitycy firmy IDC zajmującej się badaniami rynkowymi szacują, że w 2020 r. zostanie wygenerowanych, skopiowanych i wykorzystanych około 40 zetabajtów (rząd wielkości 21 zer) danych. Przechowywanie tak dużej ilości informacji na DVD wymagałoby stosu płyt mającego wysokość 30 razy większą niż odległość z Ziemi do Księżyca. Taki rozwój jest napędzany przez powstawanie cyfrowych sieci łączących ludzi i maszyny – począwszy od profesjonalnych i prywatnych sieci społecznościowych, aż do systemów automatyki. Co więcej, ludzie i maszyny coraz częściej współpracują, np. kiedy technicy serwisu korzystają z systemów monitorowania stanu urządzeń w skanerach medycznych lub turbinach gazowych.

Taki zalew danych stanowi olbrzymie wyzwanie dla firm, które muszą stale rozbudowywać swoją infrastrukturę informacyjną, aby móc przechowywać i przetwarzać wszystkie dane. Alternatywą jest zarządzanie danymi w chmurze, co umożliwia firmom zmniejszenie kosztów i podniesienie jakości przetwarzania danych. – Chmura obliczeniowa to właściwie wirtualizacja i automatyzacja technologii informacyjnych.

Zapewnia ona również duże możliwości magazynowania i przetwarzania danych w bardzo krótkim czasie – wyjaśnia dr Birgit Schiemann, kierowniczka grupy zajmującej się chmurami w jednostce badawczo-rozwojowej Corporate REKLAMA

Technology (CT) Siemens. Ponieważ ta grupa projektowa ma dla Siemensa duże znaczenie strategiczne, projekt ten ma status kluczowej inicjatywy technologicznej.

Dr Birgit Schiemann pokazuje na przykładzie komputerów biurowych dokąd zmierza rozwój technologii informacyjnych.

Podczas gdy obecnie każdy pracownik ma swój własny dysk twardy, na którym znajdują się system operacyjny, programy i dane, w przyszłości potrzebna będzie jedynie klawiatura i monitor. Wszystko inne będzie przechowywane w cyfrowej chmurze na serwerach głównego dostawcy. Wielu pracowników będzie korzystać z danych wyłącznie za pomocą urządzeń mobilnych, co oznacza, że będą potrzebowali jedynie tabletu. Stosowanie chmury jest w takiej sytuacji wykorzystaniem zewnętrznych możliwości przechowywania danych i mocy obliczeniowej.

WYDARZENIA AKTUALNOŚCI

System sterowania PSS 4000 w Abu Zabi System sterowania PSS 4000 monitoruje działanie wszystkich funkcji związanych z bezpieczeństwem w żurawiach portowych w porcie Chalifa w Abu Zabi. – Dzięki systemowi sterowania PSS 4000 osiągnęliśmy o wiele więcej niż zamierzaliśmy. Tradycyjne koncepcje nie pozwoliłyby uzyskać podobnych rezultatów – podkreśla Javier Rizo z TMEIC (Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Cooperation).

System sterowania PSS 4000 monitoruje działanie wszystkich funkcji związanych z bezpieczeństwem w żurawiach portowych, takich jak zatrzymanie awaryjne, drzwi ochronne i pozycjonowanie. Zastosowano łącznie 19 systemów sterowania PSSuniversal PLC oraz 38 zdecentralizowanych systemów wejścia/wyjścia PSSuniversal pracujących w sieci.

Kluczową rolę odgrywają decentralizacja i podział funkcji sterowania. W ramach scentralizowanego projektu – w odróżnieniu od scentralizowanego układu sterowania – dostępny

NSK uruchomił własny kanał na YouTube Europejski oddział firmy NSK uruchomił pod adresem: www. youtube.com/nskeurope nowy kanał na portalu YouTube. Podejmując takie działania NSK chce wykorzystać rosnącą popularność tabletów, smartfonów i innych urządzeń mobilnych w komunikacji z klientami, a jednocześnie zwrócić się z ofertą bezpośrednio do osób wybierających krótkie filmy video w Internecie jako główne źródło informacji.

Firma zdecydowała się na stworzenie kanału, dzięki któremu będzie przekazywać informacje o swoich produktach i zaawansowanych technologicznie zakładach produkcyjnych. Z jego pomocą dystrybutorzy i odbiorcy

jest modułowy program użytkownika. Umożliwia on prostą obsługę znormalizowaną w skali całego projektu.

Oprócz realizowania funkcji związanych z bezpieczeństwem system PSS 4000 przetwarza znormalizowane dane w całym systemie: system sterowania PSSuniversal PLC odczytuje dane wejściowe, przesyła je do znormalizowanego systemu sterowania wyższego poziomu, po czym odpowiednio przełącza znormalizowane wyjścia.

końcowi łożysk NSK mogą na bieżąco śledzić najnowsze trendy w rozwoju produkcji, a także zobaczyć jak wygląda praca w fabrykach jednego z największych na świecie producentów łożysk. – Skoro obraz jest wart więcej niż tysiąc słów, wyszliśmy z założenia, że film pokazujący wnikliwie wszystkie aspekty produktu będzie najciekawszą formą komunikacji.

Jednocześnie jest to forma łatwiejsza do odbioru niż klasyczne słowo pisane. Właśnie dlatego w kręgach inżynierskich popularne staje się wykorzystywanie treści wideo umieszczanych w Internecie do promowania nowych pomysłów i technologii zamiast tradycyjnie używanych do tego celu długich instrukcji i białych ksiąg – wyjaśnia Agnieszka Nawrocka, Marketing Communications Manager for CEE & Russia w NSK Polska.

Ponadto poprzez kanał YouTube udostępniona została biblioteka z filmami przedstawiającymi szczegółowo konkretne produkty. Możliwe jest nawet odbycie wirtualnej wycieczki po niektórych zakładach produkcyjnych i sprawdzenie, w jaki sposób powstają najbardziej zaawansowane technologicznie łożyska.

ABB wdraża nowy system kontroli jakości ABB, producent technologii automatyki i energetyki, wdrożyła z sukcesem nowy system kontroli jakości w zakładach papierniczych Mohawk Valley należących do Burrows Paper Corporation, zlokalizowanych w Little Falls w stanie Nowy Jork.

Nowy system zastąpił system kontroli jakości wdrożony przez ABB 25 lat temu i używany do tej pory. Wymiana istniejącego systemu kontroli jakości pomoże zakładom papierniczym w Little Falls w stanie Nowy Jork systematycznie produkować papier wysokiej klasy przez zapewnienie lepszego poziomu widoczności i kontroli procesu papierniczego.

Nowy system kontroli jakości, zainstalowany w ramach maszyny papierniczej PM12 na terenie zakładów, pomoże zapewnić doskonałą jakość produktów dzięki udoskonalonym funkcjom w zakresie monitorowania i kontroli pracy maszyny papierniczej oraz możliwości automatycznej zmiany klasy papieru. Poprawi to wyraźnie wydajność w przypadku krótkich serii produkcyjnych oraz wytwarzania papierów

10

specjalistycznych. Operatorzy będą mogli pracować wydajniej dzięki lepszej widoczności i kontroli procesu..

W skład systemu wchodzą: skaner z czujnikami gramatury, wilgotności, popiołu, jasności, formacji i nieprzezroczystości; system kontroli gramatury Cross Direction (CD) wraz z nowym profilerem wlewu xP ABB oraz system kontroli wilgotności w każdym kierunku (CD) w ramach istniejącego natrysku.

Dział powstaje we współpracy z portalem

ZAPOWIEDZI WYDARZENIA

MIDEST 2014 już w listopadzie Paryskie targi kooperacji przemysłowej zapraszają Midest – światowy lider targów kooperacji przemysłowej – coraz częściej jest postrzegany przez profesjonalistów jako narzędzie pomocne w przezwyciężeniu trudnego okresu, umożliwiające rozwój ich działalności, pozyskanie nowych klientów i rynków zbytu. Najbliższa edycja już za kilka tygodni.

W 2014 r. organizatorzy targów Midest proponują liczne nowości. Po raz pierwszy gościem honorowym targów będzie kraj z Afryki Północnej – Tunezja. Wśród pawilonów regionalnych znajdzie się stoisko Normandii. W centrum zainteresowania salonu będzie ważny sektor europejskiego rynku – lotnictwo.

Edycja 2013 zgromadziła 1702 wystawców, w tym roku organizatorzy spodziewają się podobnej liczby firm.

Dzięki dobrej logistyce targi Midest 2014 zapowiadają się obiecująco i po raz kolejny zgromadzą najważniejszych przedstawicieli branży.

Fot. Pilz, NSK, ABB, Międzynarodowe Targi Francuskie

Najważniejsze dane edycji 2014 Francuskie firmy z sektora kooperacji przemysłowe nadal są najliczniej reprezentowane na targach Midest, stanowią bowiem blisko 60 proc. wystawców.

15 pawilonów regionalnych z Francji zgromadzi blisko 600 firm. Warto odnotować powrót na targi po 14 latach pawilonu Bretanii, który zajmie powierzchnię 180 m².

Większość międzynarodowych wystawców edycji 2013 powróci na targi Midest także w tym roku. Lista wystawców spoza Francji obejmuje około 650 firm. Z danych dostępnych w połowie września wynika, że w targach będą uczestniczyły firmy z 35 krajów, a ponadto zorganizowanych będzie około 18 pawilonów narodowych.

Sektory przetwórstwa tworzyw sztucznych, gumy, kompozytów, obróbki na automacie tokarskim, maszyn specjalnych, kucia, odlewania, usług dla przemysłu oraz elektroniki/elektryki odnotowały znaczny wzrost w porównaniu z analogicznym okresem zeszłego roku. Obróbka drewna, struganie poprzeczne, cięcie

metali i obróbka skrawaniem oraz kotlarstwo zaprezentują podobną liczbę wystawców, jak w roku ubiegłym. Jedynie sektory wykańczania, obróbki powierzchni, obróbki termicznej, surowców/półfabrykatów i cięcia metali odnotowały niewielki spadek. Po raz pierwszy natomiast na targach zagości sektor dedykowany tekstyliom technicznym.

Targi Midest, poza tym, że odgrywają rolę miejsca spotkań biznesowych i nawiązywania nowych kontaktów,

INFORMACJE PRAKTYCZNE: Termin targów od wtorku 4 do piątku 7 listopada 2014 r.

Miejsce Centrum Wystawowe Paris Nord Villepinte – Hall 6 Wystawcy 2013 1702 wystawców z 38 krajów Sektory targów Obróbka metali Obróbka tworzyw sztucznych, gumy, kompozytów Elektronika i elektrotechnika Mikrotechnika Obróbka powierzchni Usługi przemysłowe Obróbka drewna Tekstylia techniczne Przegląd i konserwacja Odwiedzający 40 000 profesjonalistów z 70 krajów Strona Internetowa www.Midest.com Więcej informacji Tel : +00 33 1 47 56 21 66 info@Midest.com

stanowią dla wystawców i odwiedzających ważne źródło informacji na temat zmian zachodzących na światowych rynkach. Z tego względu szczególną uwagę podczas tegorocznej edycji targów poświęcono jednemu z najbardziej dynamicznie rozwijających się w Europie i na świecie sektorów – lotnictwu.

Edycja bogata w animacje i wydarzenia Inne nowości edycji 2014 to m.in.: • uruchomienie na targach platformy „Przeznaczenie przetwórstwa tworzyw sztucznych” Francuskiej Federacji Tworzyw Sztucznych i Kompozytów, która zaprezentuje najważniejsze technologie wykorzystywane w tym sektorze, • możliwość zapoznania się z bogatym wachlarzem zawodów z branży mechanicznej, prezentowanych w nowym sektorze „Plac Mechaniki”, • przybliżenie zagadnienia produkcji dodatkowej, określanej mianem druku 3D w ramach licznych konferencji organizowanych podczas targów, • obecność doradców zawodowych ekspertów w dziedzinie francuskiego szkolnictwa.

Stałym elementem targów, zaplanowanym z myślą o wystawcach i odwiedzających, są nagrody „Trofea Midest” przyznawane najlepszym produktom z sektora kooperacji przemysłowej. Ponadto organizatorzy proponują bogaty program konferencji poświęconych najnowszym osiągnięciom technologicznym, strategicznym i gospodarczym.

W tym roku nie zabraknie również targowego kanału telewizyjnego i spotkań biznesowych.

Międzynarodowe Targi Francuskie – przedstawiciel targów Midest w Polsce ul. Chorzowska 49/5, 04-696 Warszawa, tel. 22 815 64 55, fax 22 815 64 80, e-mail: promopol@it.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

11

WYDARZENIA RELACJE

Trzy dni, trzy fabryki, trzy różne podejścia do lean manufacturing – dzięki tej unikalnej formule uczestnicy wydarzenia mogli poznać kulisy wdrażania filozofii kaizen i lean manufacturing w trzech różnych zakładach produkcyjnych, wymienić się doświadczeniami w tej dziedzinie z ekspertami i innymi uczestnikami spotkania, a przede wszystkim zobaczyć z bliska produkcję w fabrykach trzech koncernów: Dell, Indesit i Flextronics.

12

Indesit Company to jeden z największych włoskich inwestorów w Polsce, a łódzka fabryka kuchenek i okapów kuchennych jest najnowocześniejszym zakładem tej firmy na świecie. Uczestnicy „Factories Tour 2014” zwiedzali jej najnowszą część – uruchomioną rok temu linię produkcji okapów oraz komponentów plastikowych. Łódzka fabryka Della to z kolei najnowocześniejsza fabryka w portfolio tego amerykańskiego dostawcy kompleksowych rozwiązań IT, i zarazem jedyny zakład produkcyjny tego koncernu znajdujący się na Starym Kontynencie.

Tu zwiedzano całą fabrykę, podpatrując montaż komputerów biznesowych i serwerów w systemie gniazdowym, liniowym oraz hybrydowym, a także dedykowaną linię produkcyjną komputerów dla graczy marki Alienware.

Trzecią wizytowaną fabryką był zakład produkcyjny Flextronics International w Tczewie, a ściślej rzecz biorąc, jedna z dwóch znajdujących się tutaj hal produkcyjnych, tzw. elektroniczna (PCBA), w której wykonywany jest montaż płytek, modułów i urządzeń elektronicznych. Na przykładzie tej

fabryki uczestnicy wydarzenia mogli zapoznać się z w pełni zoptymalizowanym i usprawnionym procesem produkcyjnym.

Każda z wizyt poprzedzona była przedpołudniowym spotkaniem z ekspertami z poszczególnych zakładów produkcyjnych – specjalistami kaizen i lean manufacturing. I choć klamrą spinającą tematycznie wszystkie trzy wizyty były kaizen i lean manufacturing, przedstawiciele każdego z zakładów kładli nacisk na nieco inny obszar ich zastosowania.

Paweł Włodarski, dyrektor Działu Technicznego w Fabryce Kuchenek i Okapów Indesit w Łodzi, opowiadał o reorganizacji struktury i funkcjonowania służb utrzymania ruchu. Artur Szeszko, odpowiedzialny za wdrożenie i koordynowanie systemu lean manufacturing w tym samym zakładzie, przybliżył podstawy systemu Indesit Manufacturing Excellence Production (IME).

Juliusz Korzeniowski z Biura Zarządzania Projektami (PMO) w Dell Products Poland opowiedział o systemie sugestii pracowniczych, projektach lean oraz organizacji pracy w komórce PMO,

Fot. DELL Polska, S. Ścibior (PAR)

Factories Tour 2014: nowoczesna produkcja z bliska

natomiast Andrzej Kowalik, menedżer inżynieringu w zakładzie Dell przedstawił metody wdrażania kluczowych wskaźników efektywności oraz ich analizy na przykładzie zarządzanej przez siebie pierwszej grupy wsparcia zajmującej się problemami produkcyjnymi.

O wdrażaniu lean w firmie Flextronics International, warsztatach kaizen oraz motywowaniu pracowników mówiła Weronika Piela-Janków, kierownik ds. Lean i Obsługi Serwisowej Obiektu we Flextronics International Poland, z kolei Sylwia Kępa, kierownik projektów ds. lean oraz Joanna Diller, starszy specjalista ds. lean w tym samym zakładzie, wprowadziły uczestników spotkania w temat bezpośrednio związany z tematem wizyty w parku przemysłowym w Tczewie, przybliżając szczegóły optymalizacji procesu produkcyjnego, ze szczególnym uwzględnieniem standaryzacji procesów, redukcji przezbrojenia, usprawnienia logistyki półproduktów (supermarkety), podwyższania produktywności procesów manualnych oraz optymalizacji obszaru pakowania.

Organizatorem wydarzenia była firma MOVIDA Conferences, natomiast jego patronem medialnym był miesięcznik „Pomiary Automatyka Robotyka” PAR.

Seweryn Ścibior

Fot. DELL Polska, S. Ścibior (PAR)

PAR

Paweł Włodarski, dyrektor Działu Technicznego w Fabryce Kuchenek i Okapów Indesit w Łodzi

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

13

NOWOŚCI NOWE PRODUKTY

Obudowy HARTING serii Han-Compact teraz także w wersji z dwoma wejściami kablowymi HARTING, poszerzając serię obudów Han-Compact wykonanych z tworzywa, jeszcze bardziej zwiększył funkcjonalność tej rodziny obudów. Nowa wersja ma dwa wejścia kablowe: górne oraz boczne o wymiarze M20. Obudowa dostarczana jest domyślnie

z zaślepionymi wejściami kablowymi – przez obrót dławnicy wejścia kablowe zostają otwarte.

Dzięki rozwiązaniu tego typu możliwa jest redukcja liczby stosowanych części oraz zwiększenie elastyczności, ponieważ jeden typ obudowy jest

w stanie spełnić wymogi kilku rodzajów aplikacji.

Stosowanie obudowy, zwłaszcza ze złączami serii Han Q z przyłączeniem typu Quick Lock, umożliwia łatwy i szybki montaż obiektowy, bez konieczności stosowania specjalistycznych narzędzi.

W przypadku gdy nie są dokładnie określone potrzeby aplikacji, obudowa i złącze Han Q umożliwiają dostosowanie ich do konkretnych potrzeb aplikacyjnych.

Nowa obudowa zapewnia stopień ochrony IP65 w stanie zamkniętym oraz klasę palności V0 zgodnie z UL 94. Dopuszczalny zakres temperatury pracy obudowy wynosi od –40 °C do +125 °C.

HARTING Polska Sp. z o.o. ul. Duńska 9, 54-427 Wrocław tel. 71 352 81 71 fax 71 350 42 13 e-mail: pl@HARTING.com www.HARTING.pl

Sprzęgła serii NIC do transmisji energii oraz sygnałów w obu kierunkach pozwalają na bezkontaktowy transfer energii elektrycznej oraz sygnałów sterujących pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem drogą indukcyjną. Dzięki temu można wyeliminować wiele kłopotliwych połączeń mechanicznych w maszynach z częściami ruchomymi, jak np. stoły obrotowe, roboty z wymiennymi narzędziami, piece obrotowe itp.

maszyny, ograniczając wydatki eksploatacyjne i serwisowe, zapewniając dłuższe okresy bezawaryjnej pracy i w konsekwencji produktywność zakładu, a zatem i jego konkurencyjność na rynku.

TURCK Sp. z o.o. ul. Wrocławska 115 45-836 Opole tel. 77 443 48 00

Bezkontaktowość połączenia eliminuje problem zużycia mechanicznego dotychczas

stosowanych przewodów do aplikacji ruchomych, wydłużając cykl życia

fax 77 443 48 01 e-mail: poland@turck.com www.turck.pl

REKLAMA

Kamery GigEPRO Seria kamer GigEPRO, GigE/CMOS, wyróżnia się zintegrowanymi funkcjami zaawansowanego przetwarzania obrazu w czasie rzeczywistym. Są one zgodne ze standardami GenICam i GenTL. Kamery GigEPRO umożliwiają wybór z szerokiej gamy dostępnych funkcji przetwarzania obrazu, zaimplementowanie własnych, a także połączenie różnych wariantów filtrów w celu uzyskania oczekiwanego efektu. Do wyboru jest zestaw filtrów, zgodnych ze

14

Promocja

standardem GenICam i używających interfejsu XML. Pozwalają one korzystać z procesu high end demosaicing/debayering, pełnej matrycy kolorów i funkcji korekcji kolorów, korekcji geometrycznej obiektywu, korekcji zagięcia krawędzi, czasowej redukcji szumów (TNR) oraz filtrowania obrazu 1D i 2D. e-mail: systemywizyjne@ccpartners.pl www.ccpartners.pl www.net-gmbh.com

Fot. HARTING, Turck, CC Partners, Adaptive Vision, Rittal

Sprzęg indukcyjny serii NIC

Adaptive Vision Studio 4.0

intuitive

powerful

Na światowym rynku przemysłowych systeStudio mów wizyjnych coraz większą rolę odgrywa polskie oprogramowanie Adaptive Vision Studio – narzędzie pracy inżynierów takich systemów.

Na tle innych dostępnych środowisk wizualnego tworzenia algorytmów wizyjnych produkt ten wyróżnia się wyjątkowo dużymi możliwościami – mimo prostego w obsłudze interfejsu użytkownika pozwala na tworzenie aplikacji również

adaptable

software for machine vision engineers

Inteligentny system iBlueDrive o bardzo wysokim poziomie zaawansowania. Nowa wersja, oznaczona numerem 4.0, wprowadza m.in. zorientowany zadaniowo interfejs wyboru filtrów, nowe gotowe narzędzia dla typowych aplikacji, obsługę błędów oraz polepszone wsparcie dla eksportu do C++ i technologii .NET. Dystrybutorem produktu w Polsce jest firma CC Partners. e-mail: info@adaptive-vision.com www.adaptive-vision.com/pl www.ccpartners.pl

Firma DCM Sistems opracowała nowy inteligentny system zarządzania oświetleniem iBlueDrive, pozwalający na obniżenie kosztów eksploatacji i uproszczenie konstrukcji samego systemu wizyjnego. Omawiane rozwiązanie to nowe podejście do oświetlenia w wizji maszynowej. Umożliwia ono wykorzystanie wszystkich zalet światła stroboskopowego. iBlueDrive integruje moduł sterujący z oświetlaczem oraz aplikacją zarządzającą. Kompletne rozwią-

zanie zamyka się w jednej obudowie, co w konsekwencji sprawia, że zastosowanie elastycznego sterowania oświetlaniem w aplikacjach wizji maszynowej nigdy nie było prostsze. e-mail: systemywizyjne@ccpartners.pl www.ccpartners.pl www.net-gmbh.com

Fot. HARTING, Turck, CC Partners, Adaptive Vision, Rittal

Produkty RITTAL do optymalnej ochrony przed korozją Nowa norma IEC 61439-1 stanowi, że producenci systemów rozdzielnic muszą udowodnić odporność na korozję pustych szaf sterowniczych wykonanych z blachy stalowej.

Wszystkie puste obudowy Rittal spełniają ten wymóg.

Co jednak, gdy klienci będą zmuszeni wykonać wycięcia lub otwory w obudowach i pojawią się nowe otwarte powierzchnie metaliczne, które będą stwarzać ryzyko powstania korozji? Ochronę zapewnią dwa nowe

produkty Rittal – podkład w postaci sztyftu 12 ml oraz podkład w puszce 1 l.

W celu opracowania formuły nowych produktów, specjalne próbki malowanej proszkowo stali (standardowa farba Rittal) zostały poddane praktycznym technikom wycinania, jak np. wiercenie, piłowanie, frezowanie lub cięcie ciśnieniowe. Powstałe w ten sposób otwarte powierzchnie zostały poddane różnym metodom malowania. Następnie

w laboratoriach Rittal przeprowadzono testy antykorozyjne. Wynik testów jasno wykazał, że obróbka otwartych powierzchni metalicznych za pomocą farby jest niewystarczająca.

Wymagana jest obróbka wstępna materiału, m.in.

przy użyciu podkładu stanowiącego ochronę przed korozją. Dzięki kombinacji nowego podkładu i farby (RAL 7035) oraz przy zachowaniu szczegółowej procedury obróbki odsłoniętych powierzchni Rittal gwarantuje doskonałą ochronę antykorozyjną, zgodną z wymaganiami normy IEC 61439-1.

RITTAL Sp. z o.o. ul. Domaniewska 49 02-672 Warszawa www.rittal.pl

REKLAMA

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

15

NOWOŚCI NOWE PRODUKTY

Indukcyjne przetworniki przemieszczeń liniowych (LVDT) Firma Peltron od ponad 30 lat specjalizuje się w produkcji przetworników przemieszczeń liniowych typu LVDT. Produkowane są one w różnych wykonaniach, dla zakresów od 1 mm do 3000 mm. Standardowa dokładność czujników to 0,5 %, ale opcjonalnie mogą być wykonywane z dokładnością 0,1 %. Czujniki znajdują szerokie zastosowanie w wielu aplikacjach, np. do monitorowania szczelin w zaporach wodnych, ugięcia belek stropowych,

położenia części maszyn i urządzeń. Oferowane są również wersje miniaturowe, stosowane w robotach.

Pomiar dokonywany jest przez zmianę położenia trzpienia magnetycznego, zamocowanego lub dociśniętego sprężyną do jednej części, względem korpusu zamontowanego na drugiej części. Trzpień i korpus są niezależne mechanicznie i elektrycznie. Pozwala to na zastosowanie przetworników w aplikacjach, gdzie przemieszczenie jest

częste, gdyż nie powoduje zużycia części ruchomych.

Przetworniki charakteryzują się dużą odpornością na drgania oraz warunki atmosferyczne. Wszystkie zewnętrzne elementy przetworników wykonane są ze stali nierdzewnej. W ofercie są również różnego typu przetworniki elektroniczne, współpracujące z czujnikami i wypracowujące standardowe sygnały pomiarowe, analogowe i cyfrowe. Istnieją także wersje zintegrowane, pozwalające uzyskać stan-

dardowy sygnał pomiarowy bezpośrednio z korpusu czujnika. Na życzenie klientów wykonywane jest także oprogramowanie i wizualizacja pomiarów oraz uchwyty do przetworników.

PELTRON TPH Sp. z o.o. tel. 22 615 63 56 e-mail: peltron@home.pl www.peltron.pl

Kamera termowizyjna FLIR A310 ex Seria kamer termowizyjnych FLIR-A to najbardziej efektywne narzędzia do takich zastosowań, jak IR Machine Vision, kontrola procesu czy cieplna kontrola jakości, które pozwalają na utrzymanie i zwiększanie zyskowności produkcji. Kamery tej serii to również idealne rozwiązanie w zastosowaniach dotyczących bezpieczeństwa.

Strefy zagrożone wybuchem muszą być chronione od wszelkich źródeł zapłonu za pomocą odpowiedniego

sprzętu i systemów ochronnych, które spełniają wymogi ATEX. Jednym z takich produktów jest kamera termowizyjna FLIR A310 ex. Kamera, zamontowana w specjalnej obudowie, pozwala na monitorowanie procesów, kontrolę jakości i wykrywania pożaru w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Jest wyposażona w grzałkę, czujniki temperatury, wilgotności,

napięcia i ciśnienia, a także dwa porty SFP dla światłowodów czy Ethernetu. Hermetyczna obudowa ognioodporna zapobiega przenoszeniu ewentualnego ognia z wnętrza obudowy na zewnątrz.

FLIR A310 ex ma stopień ochrony IP67, jest więc idealnym rozwiązaniem do instalacji w środowiskach o dużym zapyleniu.

Certyfikat ATEX pozwala

na instalowanie kamery w strefach: 1, 2, 21, 22.

Certyfikat obejmuje cały system – zarówno obudowę, jak i kamerę z wbudowaną analityką, grzałkę czy zintegrowany kontroler.

KAMERY IR Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski ul. Rakowiecka 39A/3 02-521 Warszawa tel. 22 849 71 90, fax 22 849 70 01 e-mail: rutkowski@kameryir.com.pl www.kameryir.com.pl

Głowica RFID IUH-F190-V1 Produktem Roku 2013

Głowica RFID IUH-F190-V1 oferowana przez Pepperl+Fuchs stwarza

16

Promocja

wiele nowych możliwości.

Umożliwia jednoczesne odczytywanie transponderów w formacie pakietowym, co zmniejsza ilość przesyłanych danych oraz zwiększa wydajność.

Głowica zapewnia niezawodny odczyt/zapis – do 2 m i możliwość jednoczesnego odczytu aż do 40 tagów.

Charakteryzuje się

małą, zwartą, metalową obudową o wymiarach 10 cm × 10 cm i jest kompatybilna ze wszystkimi dotychczas stosowanymi interfejsami IDENTControl.

Do dyspozycji odbiorców jest pełna gama tagów: ekonomiczne tagi w formie naklejek, standardowe tagi oraz nośniki wysokotemperaturowe do +250 °C. Firma Pepperl+Fuchs oferuje możliwość

przetestowania jej rozwiązań na miejscu u odbiorcy, bez dodatkowych kosztów.

Głowica RFID IUH-F190-V1 zdobyła tytuł Produkt Roku 2013 w kategorii Systemy sterowania – Systemy wizyjne/systemy RFID.

PEPPERL+FUCHS Sp. z o.o. ul. Marsa 56b 04-242 Warszawa tel. 22 256 97 70

Analogowe, indukcyjne czujniki zbliżeniowe o bezkonkurencyjnym zakresie detekcji Firma Eaton wprowadza na rynek serię nowych, wysokowydajnych czujników indukcyjnych E59 AccuProx, które charakteryzują się wyjątkowo dużym zasięgiem detekcji. Dzięki innowacyjnej technologii iProx czujniki AccuProx zapewniają rozszerzony liniowy zakres wykrywania do 25 mm, co stanowi 3-4 razy większą wartość od powszechnie występującej w typowych, cylindrycznych analogowych czujnikach indukcyjnych. Co istotne, zwiększenie zakresu pracy urządzeń nie wpływa negatywnie na ich dokładność pomiarową.

Dzięki takiej charakterystyce czujniki zbliżeniowe są optymalnie przystosowane do wymagających aplikacji, w których występuje konieczność precyzyjnego wykrywania i pomiaru pozycji obiektów, jak np. w przypadku pozycjonowania

części, odrzucania usterek materiałowych lub pomiaru różnic w materiale wyjściowym. Dzięki takim możliwościom nowych czujników użytkownicy mogą zapobiegać powstawaniu usterek w produkcji, co przekłada się na znaczący wzrost precyzji wymiarowej produktów końcowych i tym samym zwiększenie produktywności.

Seria E59 AccuProx umożliwia użytkownikom

korzystanie z zalet czujników umieszczonych w kompaktowej obudowie cylindrycznej, charakteryzujących się ponadprzeciętnymi możliwościami pod względem rozdzielczości, liniowości i zakresu detekcji. W odróżnieniu od standardowych czujników indukcyjnych, w których styk jest zamknięty bądź otwarty w zależności od obecności/braku obiektu,

analogowe czujniki Accu Prox zapewniają sygnał elektryczny zmieniający się proporcjonalnie w zależności od pozycji metalowego obiektu w obszarze detekcji. Dzięki rozszerzonemu zasięgowi wykrywania liniowego, czujniki AccuProx gwarantują wysoką rozdzielczość wyjściową i powtarzalność pomiarową w aplikacjach wymagających dużej precyzji detekcji.

Zastosowania te obejmują pozycjonowanie części, pomiar odległości, wielkości i grubości, sprawdzanie uszkodzonych miejsc lub materiałów, ogólną inspekcję, jak również wykrywanie zmian odległości od osi do osi, kątów absolutnych i różnych gatunków metali. Dwie wersje montażu gwarantują maksymalną elastyczność w fazie projektowania aplikacji.

Fot. Peltron, Kamery IR, Pepperl+Fuchs

Energooszczędna automatyka w napędach o mocy megawatów W przypadku formiarek, wtryskarek, urządzeń wykorzystywanych w metalurgii czy przy przemieszczaniu materiałów często potrzebne jest uzyskiwanie dużych sił, a co się z tym wiąże, duża moc napędów takich maszyn. Jednak nawet w tych sytuacjach klienci oczekują zwiększenia wydajności energetycznej, które umożliwia redukcję kosztów operacyjnych. Nowe napędy elektryczne dużej mocy firmy Bosch Rexroth umożliwiają użytkownikom maszyn redukcję poboru mocy nawet rzędu kilku megawatów, a przez to zwiększenie produktywności.

W nowych napędach firmy Bosch Rexroth wykorzystane zostało doświadczenie zdobyte podczas rozwijania systemu Rexroth 4EE. Są

one zoptymalizowane pod kątem wydajności, działają odpowiednio do zapotrzebowania i umożliwiają odzyskiwanie energii na różne sposoby. W systemach wieloosiowych napędy umożliwiają wykorzystanie energii hamowania w ramach zestawu napędów połączonych magistralą DC. Ponadto można zwrócić nadmiar energii do sieci.

Użytkownicy mają do dyspozycji dodatkowe opcje oszczędności: wdrożenie koncepcji magazynowania energii potencjalnej i energii rotacyjnej oraz funkcję oprogramowania Smart Energy Mode. Dodatkowo systemy chłodzenia powietrzem i cieczą umożliwiają rozpraszanie i wykorzystywanie wytwarzanego ciepła na różne sposoby.

Napędy elektryczne dużej mocy firmy Bosch Rexroth są dostępne w wersjach od 110 kW do 500 kW. Równoległe połączenie maksymalnie ośmiu urządzeń umożliwia uzyskanie napędu

o mocy maksymalnie 4 MW. Zintegrowana funkcja bezpieczeństwa Safety on Board zapewnia poziom bezpieczeństwa zgodny z dyrektywami maszynowymi. Upraszcza to projektowanie i umożliwia modułową konstrukcję rozwiązań, ponieważ nie jest konieczna dodatkowa nadrzędna jednostka sterująca kontrolująca poziom bezpieczeństwa.

Napędy elektryczne dużej mocy są również wyposażone w certyfikowane funkcje bezpieczeństwa Safe Torque Off i Safe Motion. Opcjonalne wbudowane oprogramowanie Motion Logic udostępnia szereg specyficznych dla konkretnych zastosowań funkcji technologicznych do realizacji skoordynowanych przemieszczeń wieloosiowych.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

17

NOWOŚCI NOWE PRODUKTY

Do tej pory awarie lamp fluorescencyjnych usuwano metodą prób i błędów, wymieniając element po elemencie i sprawdzając efekt. Ani przyczyny awarii ani nawet elementu, który jej uległ, nie da się zlokalizować gołym okiem.

Konieczne jest wspinanie się na drabinę i testowanie, co bywa niebezpieczne i czasochłonne, zwłaszcza w obiektach przemysłowych czy komercyjnych, gdzie trzeba regularnie sprawdzać setki takich lamp.

Wprowadzony we wrześniu na polski rynek tester lamp fluorescencyjnych Fluke 1000FLT eliminuje

1 GB pamięci więcej dla Saia PCD

konieczność zgadywania i pozwala na wykonanie wszystkich niezbędnych testów w czasie krótszym niż 30 sekund. Ten kompaktowy, wszechstronny przyrząd umożliwia prowadzenie wszystkich pięciu najważniejszych testów: test lampy, bez konieczności wyjmowania jej z oprawy; test układu stabilizacyjno-zapłonowego – łatwe sprawdzenie, czy układ działa poprawnie; bezkontaktowy test obecności napięcia – szybkie sprawdzenie braku obecności napięcia zasilającego; test ciągłości elektrod – sprawdza, czy żarniki są ciągłe; test typu układu stabilizacyjno-zapłonowego – określa, czy układ stabilizacyjno-zapłonowy jest elektroniczny czy magnetyczny, bez konieczności rozmontowywania osprzętu.

Fluke 1000FLT jest wyposażony w teleskopową „antenę” o długości 79 cm, pozwalającą na prowadzenie testów bez konieczności wspinania się na drabinę. Identyfikacja typu układu stabilizacyjno-zapłonowego jest możliwa z odległości 3 m.

Saia Burgess Controls udostępniła nowy moduł bazowy do rozszerzenia pamięci sterowników i programowalnych paneli webowych rodziny Saia PCD. PCD7.R610 to moduł przeznaczony na karty micro SD Flash PCD7.R-MSD1024 o pojemności 1 GB. Można go zabudowywać w slotach M1 i M2, co w rodzinach sterowników PCD2 i PCD3 pozwala oszczędzić sloty na wejścia/ wyjścia. Zastosowanie nowego komponentu umożliwia również rozbudowę wymiennej pamięci w sterownikach serii PCD1 oraz programowalnych paneli webowych PCD7.D4xxxT5F. Przemysłowej jakości karty micro SD Flash PCD7.R-MSD1024 są dostępne niezależnie od modułu bazowego. Wyposażone w adapter do kart SD, co umożliwia zabudowę kart także w modułach PCD3.R600, są łatwe do podłączenia i wymiany. Karty wykorzystują program SD Flash Explorer, który pozwala na zapisywanie, przetwarzanie i archiwizowanie danych na

komputerze PC. PCD7.R-MSD1024 mogą pracować w rozszerzonym zakresie temperatury, od –25 °C do +85 °C, a ich średni czas bezawaryjnej pracy (MTBF) przekracza 3 mln godzin.

Moduł PCD7.R610 wspiera funkcję backup/restore dla programów i danych użytkownika w sterowni-

kach i programowalnych web-panelach Saia PCD. Za pomocą tego modułu można też aktualizować firmware PCD COSinus (jest to całkowicie nowa funkcjonalność). Moduł może być usuwany podczas pracy sterownika i podłączany ponownie.

Fot: Fluke, Sabur, Phoenix Contact, Elhurt

Tester lamp fluorescencyjnych

REKLAMA

nextlevel nextlevel for forindustry industry

ENCLOSURES ENCLOSURES ENCLOSURES

Industrie_420x108_2014_2teil_pl.indd 2

POWER POWER POWER DISTRIBUTION DISTRIBUTION DISTRIBUTION

CLIMATE CLIMATE CLIMATE CONTROL CONTROL CONTROL

22.08.14 14:21Industrie_420x10

ell

Kompaktowe złączki szynowe PTT z odłącznikiem nożowym

Różne obszary zastosowań wymagają złączy o różnych elementach rozłączających.

Phoenix Contact oferuje złącza odłącznikowe i złącza

z odłącznikami nożowymi o obciążalności prądowej sięgającej 31 A i maksymalnym napięciu znamionowym równym 1000 V. Przy zaledwie 3,5 mm szerokości nowe złączki szynowe łączą teraz w sobie zalety zacisków push-in i odłączników nożowych dla przewodów do 1,5 mm2. Dzięki temu złączki szynowe nadają się zwłaszcza do oprzewodowania sygnałów w warunkach ograniczonej przestrzeni. Dzięki beznarzędziowej

technologii połączeń sprężynowych Push-in można wykonywać oprzewodowanie w łatwy i szybki sposób przez niewymagające siły wtykanie. Nawet cienkie przewody od 0,34 mm2 można bezpiecznie podłączać bez użycia narzędzi.

Aby odłączyć przewód, wystarczy po prostu nacisnąć przycisk odryglowania. Za pomocą zajmujących mało miejsca dwupoziomowych złączek szynowych z odłącznikiem można realizować

gęstość sygnałów, nieosiągalną dotąd dla standardowych złączek listwowych o typowej szerokości 5,2 mm.

Dzięki jednoznacznym kolorom poziomów bezpieczniejsza jest również obsługa – nóż odłącznika i przycisk uwalniający przewód w tym samym kolorze na poszczególnych poziomach zapewniają jasne przyporządkowanie poziomów przyłączania przewodów i odłączania obwodów.

na budowę złożonych instalacji PFC z funkcją monitorowania swojej pracy.

Oba regulatory mają 20 preinstalowanych szeregów regulacji. Oprócz

podstawowych parametrów, takich jak napięcie, prąd, częstotliwość czy moc bierna, czynna i pozorna, regulatory mierzą także poziom zniekształceń prądu i napięcia (THD-I/THD-V). Wyświetlacz graficzny pozwala wyświetlić do 33. składowej harmonicznej. Regulatory mogą być zasilane napięciem z zakresu od 30 V AC do 440 V AC (L-N) lub od 50 V AC do 760 V AC (L-L).

Fot: Fluke, Sabur, Phoenix Contact, Elhurt

Regulatory obsługujące do 32 modułów tyrystorowych TDK Corporation rozszerza ofertę regulatorów mocy biernej BR7000 o dwa nowe typy. Regulator BR7000-I-TH jest wyposażony w 12 wyjść przekaźnikowych, sterujących stycznikami kondensatorowymi oraz 12 wyjść tranzystorowych, sterujących modułami tyrystorowymi.

BR7000-I-TH/S485 ma dodatkowo interfejs RS-485, pozwalający na sterowanie dodatkowymi 32 modułami

tyrystorowymi EPCOS z serii TSM-LC-S. Interfejs szeregowy pozwala na dwukierunkową komunikację z modułami tyrystorowymi.

Nowe regulatory doskonale sprawdzają się we współpracy z modułami tyrystorowymi z serii TSM-LC-S, przeznaczonymi do dynamicznej kompensacji mocy biernej.

Mierzą one i przechowują kluczowe parametry sieci i kondensatorów. Pozwala to

Plus dla wydajności produkcji

+ Engineering

ONTROL NTROL ROL

2.08.14 14:21Industrie_420x108_2014_2teil_pl.indd 3

+ System

IT INFRASTRUCTURE ITITINFRASTRUCTURE INFRASTRUCTURE

Automation

SOFTWARE SOFTWARE SOFTWARE & SERVICES &&SERVICES SERVICES www.rittal.pl

22.08.14 14:21

NOWOŚCI NOWE PRODUKTY

Rodzina paneli PAC LP30 i LP31 firmy ASEM LP30/31 to panele HMI z pakietem SoftPLC, do których można podłączać zdalne wejścia/wyjścia.

Takie rozwiązanie eliminuje konieczność stosowania dwóch osobnych urządzeń – do tej pory zadania sterowania i wizualizacji realizowane były najczęściej przez tradycyjne zastosowanie sterownika PLC we współpracy z panelem operatorskim.

Oprócz funkcji wizualizacyjno-sterujących panele PAC zapewniają bezpieczny, zdalny dostęp w trybie serwisowym do urządzeń i instalacji, który realizowany jest za pomocą technologii ASEM Ubiquity.

Funkcje związane z wizualizacją procesów są realizowane w oparciu o środowisko HMI/SCADA Premium

HMI 4 (pakiet dostępny jest w wersjach Basic i Advanced i obsługuje wszystkie panele i komputery producenta), funkcje sterowania dostępne są dzięki pakietowi SoftPLC CODESYS. Środowisko CODESYS udostępnia do komunikacji w trybie master wiele popularnych sieci przemysłowych. Są to m.in: CANopen, EtherCAT,

Modbus RTU i Modbus TCP. Panele LP30/31 obsługują wymienione sieci i w ich obszarze można je rozbudowywać modułami wejść/wyjść zdalnych.

Panele LP30/31 oferowane są w aluminiowych obudowach (również w wersji True Flat), w siedmiu wielkościach ekranu (od 5,7” do 15,6”) i proporcjach obrazu

4/3 lub 16/9. Urządzenia charakteryzuje bezwentylatorowa konstrukcja i architektura oparta o procesory ARM Cortex A8 (z procesorem 1 GHz w LP30, 800 KHz w LP31) oraz system Windows Embedded Compact 7 Pro. W wersji podstawowej panele wyposażone są w 2 porty Ethernet, 2 porty USB, RS232/422/485 oraz zewnętrznie dostępny slot na karty SD. Nowa rodzina paneli to ekonomiczne i skuteczne rozwiązanie sterowania, wizualizacji i zdalnego serwisu instalacji automatyki.

Dostępne wielkości ekranu to: 4/3 – 5,7”, 8,4”, 10,4”, 12,1”, 15”; 16/9 – 7”, 15”.

Temperatura pracy może wynosić 0-50 °C. Front ma stopień ochrony IP66K.

się w trakcie eksploatacji, podczas której maszyna ulega zużyciu, fundamenty osiadają, a elementy ulegają deformacji. Może też wynikać z niewłaściwego ustawienia maszyny, błędów konstrukcyjnych, odkształceń cieplnych czy pęknięć.

Prowadzi do nadmiernego obciążenia elementów skutkującego zwiększonym poborem mocy, a w dalszej perspektywie awarią maszyn i przestojem w pracy.

Rozwiązaniem problemu jest wykorzystanie nowoczesnych narzędzi pomiarowych, takich jak przyrząd do laserowego osiowania maszyn Fluke 830. Najważniejsze jego właściwości to: technologia pomiaru z zastosowaniem pojedynczego lasera, zapewniająca mniejszą liczbę błędów wynikających z luzów i wyższą dokładność danych; intuicyjny interfejs użytkownika, który pozwala

na szybkie i łatwe poprawianie ustawień maszyny; tryb pomiaru z kompasem, zapewniający elastyczne, niezawodne i stabilne pomiary z włączonym elektronicznym miernikiem nachylenia poprzecznego; dynamiczna kontrola tolerancji maszyny, pozwalająca na stałą ocenę korekt ustawień i proste określenie momentu, w którym parametry są poprawne oraz unikatowy tryb rozszerzony, umożliwiający korektę dużych przemieszczeń poprzez wirtualne zwiększenie rozmiaru czujnika laserowego.

Przyrząd do laserowego osiowania maszyn Fluke 830 jest przeznaczony dla inżynierów i techników utrzymania ruchu oraz zespołów odpowiedzialnych za konserwację prewencyjną. Znajdzie zastosowanie w niemalże każdej gałęzi przemysłu.

Szacuje się, że od 30 do 50 proc. awarii łożysk może być spowodowane niewspółosiowością wałów.

Nawet tak małe przesunięcie jak 0,06 mm może skutkować uszkodzeniem

20

uszczelek, sprzęgła i łożyska, zwiększeniem wibracji silnika i emisji ciepła, a w efekcie doprowadzić do kosztownej w skutkach awarii. Niewspółosiowość elementów maszyn pojawia

Fot: Sabur, Fluke, Phoenix Contact, Nord, Pilz, Danfoss

Przyrząd do laserowego osiowania maszyn

Inteligentne napędy do pomp i przenośników

Nord Drivesystems dostarcza wysokosprawne jednostki napędowe dla dynamicznego sterowania prędkością i automatycznego sterowania procesem w urządzeniach, które muszą być regularnie czyszczone wysokociśnieniowymi dyszami parowymi. Spełniają one surowe wymogi higieny dzięki stopniowi ochrony IP66/IP69K i silnikom bez użebrowania z nabudowaną przetwornicą częstotliwości. Są dostępne w przedziale mocy znamionowej 0,37–1,1 kW.

Typowe zastosowania obejmują przenośniki, pompy, mieszalniki i mieszadła. Dane z czujników, takie jak wartości ciśnienia lub natężenia przepływu, mogą być bezpośrednio przekazywane do napędów, umożliwiając im automatycznie dostosowanie się do aktualnego zapotrzebowania. Jeżeli mamy do czynienia z pracą z częściowym obciążeniem, automatyczna funkcja oszczędzania energii znacznie zmniejsza koszty eksploatacji.

Funkcja łagodnego rozruchu zmniejsza prąd rozruchowy i wywiera mniejszy wpływ na układ mechaniczny i przewożone towary. Napędy tolerują wysokie wahania temperatury i nadają się do pracy w przedziale od –25 °C do +50 °C.

PLUGTRAB PT-IQ – teraz również do aplikacji przetwarzania danych Nowe wersje inteligentnych ograniczników przepięć PLUGTRAB PT-IQ są przeznaczone specjalnie do aplikacji o wysokiej prędkości transmisji danych, np. magistrali przemysłowych i interfejsów danych.

Urządzenia cechują się wysoką zdolnością odprowadzania przy krótkim czasie zadziałania.

Produkty serii PLUGTRAB PT-IQ umożliwiają stałe monitorowanie układu ochronnego, są wyposażone

w trzystopniową sygnalizację oraz funkcję zdalnej sygnalizacji, dzięki czemu zapewniają najlepszą ochronę aplikacji AKPiA i przetwarzania danych.

Dział powstaje we współpracy z portalem REKLAMA

Fot: Sabur, Fluke, Phoenix Contact, Nord, Pilz, Danfoss

Wszechstronniejsze monitorowanie drzwi ochronnych

Pilz rozszerzył ofertę o szereg nowych typów systemu drzwi ochronnych PSENsgate. zwiększył się też wybór elementów sterowniczych, dzięki czemu wzrosła wszechstronność tego systemu.

System drzwi PSENsgate może być używany do bezpiecznego monitorowania drzwi i blokowania osłon. Pozwala chronić pracowników i instalacje w sposób zgodny z wymaganiami dla najwyższego poziomu zapewnienia bezpieczeństwa

(PL) – e. Liczne korzyści przynosi również jego duża wszechstronność.

Dostępny jest szereg nowych typów systemu z możliwością rozszerzenia wyposażenia o opcjonalne elementy sterownicze, takie jak przełączniki kluczowe, przyciski – w tym podświetlane – i wyłącznik obszaru. Istnieje również możliwość dodania funkcji wyłącznika awaryjnego lub awaryjnego zwolnienia blokady.

Dostarczony kompleksowy system obejmuje wszelkie niezbędne zabezpieczenia i elementy sterownicze. Pozwala to zaoszczędzić czas i koszty związane z konfiguracją, projektowaniem i instalacją systemu. Dzięki solidnej konstrukcji i dużej nośności mechanicznej system drzwi ochronnych PSENsgate charakteryzuje się długim okresem eksploatacji.

Przemysłowe karty, moduły i dyski SSD

• karty pamięci: CF, CFast, SD, microSD, nanoSSD • Dyski SSD: 1,8” SATA, 2,5” PATA oraz SATA, SATA Slim • DOM: PATA, SATA, USB, mSATA, miniPCIe • SLC i ekonomiczne MLC w wykonaniu przemysłowym

• specjalistyczne wykonania militarne • standardowy i poszerzony zakres temperaturowy • zaawansowane systemy ochrony i poprawności danych • mechanizmy wydłużające żywotność

Unikalny system iSMART do zdalnej diagnostyki i monitorowania żywotności dysku

Odwiedź naszą stronę: www.jm.pl

JM elektronik sp. z o.o., ul. Karolinki 58, 44-100 Gliwice, tel.: 32 339-69-00, fax: 32 339-69-09, e-mail: sprzedaz@jm.pl, www.jm.pl facebook.com/jmelektronik

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

21

TEMAT NUMERU SYSTEMY WIZYJNE, WIDZENIE MASZYNOWE

Dobór optymalnej kamery do zadania wizyjnego System wizyjny składa się z układu oświetlenia, obiektywu, kamery i komputera z oprogramowaniem.

Elementem najbardziej zaawansowanym i krytycznym dla poprawności działania aplikacji jest kamera. Jej optymalny dobór wymaga znajomości i rozumienia funkcji modułów kamery. W artykule omówiono podstawowe cechy i funkcje implementowane w kamerach.

Przy wyborze kamery można stosować wiele kryteriów, ale w przypadku najtrudniejszych aplikacji należy skoncentrować się tylko na jednym, pozostałe parametry wybranej kamery będą miały znaczenie drugorzędne.

W artykule pominięto różnicę między kamerami ze zintegrowanym, programowalnym procesorem obrazu (kamery inteligentne, smart lub inteligentne sensory) a kamerami bez programowalnego procesora obrazu w środku. Wybór między kamerą ze zintegrowanym procesorem lub bez, to wybór konfiguracji hardware’u systemu wizyjnego, a nie dobór kamery ze względy na jej funkcje.

Trzeba jednak pamiętać, że asortyment sensorów stosowanych w kamerach standardowych jest znacznie szerszy niż w kamerach zintegrowanych. Również funkcje kamer standardowych są znacznie bogatsze.

Moduły kamery Projektując kamery, konstruktorzy często korzystają z modułów, pod względem których można dobierać kamerę.

Funkcje modułów można zakwalifikować do dwóch kategorii: • moduły, które należy dobrać ze względu na wymagania, niemające wpływu na obraz,

Rys. 1. Pozycje modułów funkcjonalnych kamery: 1. obudowa, 2. mocowanie obiektywu, 3. wejście zasilania, 4. sensor, 5. moduł sterujący sensorem, 6. wzmacniacz i przetwornik A/C, 7. procesor graficzny, 8. pamięć obrazów, 9. interfejs obrazowy, 10. interfejs wejść/wyjść sterujących

22

• moduły wpływające na obraz i realizujące wstępną obróbkę obrazu.

Do pierwszej grupy należą takie elementy kamery, jak: • obudowa, • mocowanie obiektywu, • zasilanie niezależne lub zintegrowane z interfejsem wizyjnym.

Do grupy elementów wpływających na jakość obrazu należą natomiast: • sensor, • moduł sterowania sensorem, • wzmacniacz obrazu i przetwornik analogowo-cyfrowy, • procesor graficzny kamery, • pamięć obrazów, • interfejsy: – wyjście wideo, – wyjścia/wejścia sterujące.

Moduły o znikomym wpływie na jakość obrazu W pierwszej grupie elementów kamery, które nie wpływają w większym stopniu na jakość obrazu, są trzy moduły. Poniżej opisano ich znaczenie.

Obudowa W wielu zadaniach małe wymiary obudowy uznawane są za zaletę, ponieważ umożliwiają minimalizację gabarytów całego systemu wizyjnego. Małe wymiary oznaczają jednak wciśnięcie w małą objętość zarówno sensora, jak i elektroniki, nagrzewającej wnętrze kamery, w tym i sensor. Każdy wzrost temperatury sensora o 7 °C powoduje podwojenie szumu sensora. Firmy dbające o jakość obrazu unikają stosowania małych obudów, jak np. 30 mm × 30 mm × 30 mm, w celu utrzymania niskich szumów sensora.

Kamera do widzenia maszynowego jest przeznaczona do pracy w trudnych warunkach przemysłowych – o zmiennej temperaturze, w zanieczyszczonym otoczeniu, przy ciągłych drganiach i doraźnych udarach. Standardowe obudowy kamer mają stopień ochrony IP30, ale są i kamery z IP65/67. Niektóre rodziny kamer dostępne są w różnych opcjach wykonania obudowy, a nawet bez niej.

Mogą mieć obudowę standardową (oś obiektywu równoległa do kabli wyjściowych), obudowę kątową (oś obiektywu prostopadła do kabli wyjściowych) lub oddzielną głowicę sensorową bądź płytkę sensorową.

Mówiąc o obudowie, warto omówić zagadnienia niezwiązane funkcjonalnie z konkretnym modułem kamery, ale najbliższe obudowie, chociaż wynikające z konstrukcji całej kamery, takie jak zakres temperatury pracy oraz odporność na drgania i udary.

Zakres temperatury pracy Największa grupa kamer jest przystosowana do pracy w temperaturze otoczenia w zakresie od 0 °C do 40 °C. Praca w wyższej temperaturze nie tylko mocno pogarsza jakość obrazu, ale i prowadzi do bardzo przyspieszonego zużycia kamery. Wśród nowych kamer standardowych dostępne są kamery z zakresem temperatury pracy od –20 °C do +65 °C. Firma JAI oferuje modele standardowe niektórych kamer i wiele wykonań opcjonalnych starszych modeli, przeznaczonych do pracy w zakresie od –40 °C do +70 °C. Niektóre, bardzo wydajne kamery (szybkie kamery 2D lub liniowe) są fabrycznie wyposażone w radiatory. Docelowo mają one zredukować szumy w obrazie.

Odporność na drgania i udary Mimo iż kamera do widzenia maszynowego przeznaczona jest do pracy w trudnych warunkach, większość producentów kamer nie specyfikuje odporności na drgania i udary. Firma JAI dla większości kamer deklaruje odporność na drgania z zakresu 20­–200 Hz z przyspieszeniami do 10g i na udary o przyspieszeniach do 70g.

Mocowanie obiektywu W kamerach do widzenia maszynowego stosowane są mocowania C-mount, CS-mount, F-mount, M42 i M72. Dla sensorów o przekątnej lub długości do 24 mm najpopularniejsze są mocowania C-mount, a dla sensorów o przekątnej lub długości powyżej 16 mm, do 43 mm – mocowania F-mount.

Większe sensory i dłuższe linie kamer liniowych wymagają zastosowania mocowań niestandardowych.

W kamerach wyższej klasy mocowanie C-mount może mieć regulację pozycji. Uwzględniając fakt, że pozycja sensora w kamerze ma tolerancję położenia i obiektyw też ma tolerancję pozycji ogniska, można się spodziewać, że przy ustawieniu ostrości obiektywu na nieskończoność, ognisko obiektywu nie pokryje się z położeniem sensora.

Wówczas nie da się ustawić ostrości dla nieskończoności. Dlatego lepsze kamery mają możliwość poosiowej regulacji położenia powierzchni oporowej mocowania C-mount.

CAM__SC=432.576

CAM__SC=839.472

α=95,628

KO M P O N E N T Y W I Z YJ N E

Zasilanie Zasilanie większości kamer do widzenia maszynowego realizowane jest albo przez wtyczkę Hirose (zwykle piny 1 i 2), albo jest zintegrowane z interfejsem wizyjnym (USB, FireWire, GigE PoE, CameraLink PoCL, CoaXpress PoCXP).

W starszych kamerach napięcie zasilające wynosiło 12 V DC lub było zgodne z normą dla interfejsu wizyjnego, w którym zasilanie jest zintegrowane, np. 5 V DC dla USB 2.0.

Wiele nowszych kamer akceptuje napięcia zasilające z pewnego zakresu, np. 5–30 V DC lub 12–24 V DC. Często kamery są wyposażane w dwie opcja zasilania – przez niezależne gniazdo i przez interfejs wideo.

OŚWI ETLEN I E OPTYKA KAMERY KAB LE AKWIZYCJA OPROGRAMOWAN I E SYSTEMY AKCESOR IA

Moduły wpływające na jakość obrazu

NA JWI ĘKSZY WYBÓR.

Kluczowe dla poprawnego działania kamery są podzespoły, które wpływają na jakość odbieranego lub rejestrowanego obrazu.

DUŻE DOŚWIADCZEN I E I NTEGRATORSKI E.

Sensor

� W W W. I M A C O . P L

REKLAMA

Rys. 2. Schemat funkcjonalny kamery: 1. obudowa, 2. mocowanie obiektywu, 3.wejście zasilania, 4. sensor, 5. moduł sterujący sensorem, 6. wzmacniacz i przetwornik A/C, 7. procesor graficzny, 8. pamięć obrazów, 9. interfejs obrazowy, 10. interfejs wejść/wyjść sterujących

Sensor to najważniejszy, najbardziej skomplikowany i najbardziej zróżnicowany element kamery. Kamery dobierane są głównie ze względu na właściwy sensor. Nieoptymalny dobór innych modułów lub funkcji kamery można próbować nadrobić w programie obróbki obrazu. Złego obrazu,

PARTN ER GRU PY STEMMER IMAGI NG

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

23

TEMAT NUMERU SYSTEMY WIZYJNE, WIDZENIE MASZYNOWE

Rys. 3. Charakterystyka absorbcji widmowej sensorów kamer standardowych (po lewej) i z podwyższoną czułością w UV (po prawej)

spowodowanego nieodpowiednim sensorem, nie da się naprawić. Braku informacji w obrazie nie uzupełni się nawet najmądrzejszym programem.

Dobierając sensor należy zwrócić uwagę na szereg cech.

Typ sensora: 2D lub liniowy Istnieją dwie kategorie sensorów: dwuwymiarowe (2D) i liniowe (1D), jedno- lub wieloliniowe. Wybór sensora pod tym względem nie jest zadaniem trudnym.

Jeśli widoczny jest cały obiekt, pożądana rozdzielczość sensora jest dostępna lub zostanie osiągnięta przez jednoczesne użycie kilku kamer, a równomierne oświetlenie całego obiektu jest możliwe, to naturalnym wyborem jest kamera 2D. Aktualnie dostępne rozdzielczości wystarczają do większości zadań wizyjnych.

Sensor liniowy jest najczęściej wybierany, gdy widać tylko mały fragment badanego obiektu, ale obiekt ten przemieszcza się. Przykładem może być rejestracja obrazu wstęgi materiału lub dużego arkusza. Kolejne powody użycia sensorów liniowych to możliwość uzyskania znacznie wyższej rozdzielczości obrazu niż z kamery 2D. Przykładowo, przez zeskanowanie arkusza blachy o szerokości X i długości 2X kamerą liniową o rozdzielczości 16 kpx, uzyskamy obraz zawierający 512 Mpx, nieosiągalny dla jednej kamery 2D. Kolejny powód to łatwość oświetlenia wąskiego paska obszaru patrzenia kamery liniowej, w porównaniu z potrzebą równomiernego oświetlenia dużego obszaru dla kamery 2D. Sensory dwu- lub wieloliniowe służą do fuzji obrazów z tych linii: • Sensory kolorowe dwu- lub trzyliniowe – dają obraz barwny RGB. • Sensory mono dwuliniowe dają możliwość zwiększenia wysokości piksela, po zsumowaniu sygnałów sąsiadujących pikseli, lub poprawienia stosunku sygnału do szumu, po zsumowaniu sygnałów z dwóch linii, z przesunięciem o jeden takt zegarowy pomiędzy liniami. Sygnały sumują się liniowo a szumy geometrycznie.

24

• Sensory wieloliniowe TDI (Time Delay Integration) rejestrują jednocześnie obrazy wielu linii, a w każdym następnym takcie zegarowym sygnały pikseli przenoszone są do następnej linii, w której sumują się z sygnałem z kolejnego naświetlenia obrazu tego samego obszaru obiektu. Wielokrotne naświetlenie tego samego obszaru przesuwającego się obiektu daje zwielokrotnienie sygnału. Jest to wykorzystywane do skanowania szybko przemieszczających się lub słabo oświetlonych obiektów.

• Sensory kamer 3D to sensory 2D, z tą różnicą, że na zewnątrz kamery nie jest wyprowadzany pełen obraz 2D, a tylko przetworzona w kamerze informacja 3D. Przetwarzanie to może być realizowane w sensorze lub w układzie FPGA kamery.

skan częściowy (ROI, ang. Region of Interest) daje zwiększenie szybkości odczytu takiego sensora.

W obu typach sensorów tylko mały fragment piksela jest odkryty i pochłania światło, a reszta powierzchni zakryta jest przez elektrody sterujące lub przez lokalny wzmacniacz. W celu powiększenia obszaru absorbcji światła oba typy sensorów wyposażane są w matryce mikrosoczewek. Mikrosoczewki mają rozmiar piksela i znacznie zwiększają obszar czułości (fill factor) sensora.

Sensor CCD z bardzo cienkim podłożem, oświetlany od tyłu (backside illuminated), ma elektrody po stronie przeciwnej płatka krzemu niż powierzchnia absorbcji światła. W efekcie jego fill factor wynosi 100 proc., bez zastosowania mikrosoczewek. Sensory te to duża nadzieja dokładnych systemów pomiarów wielkości geometrycznych. Na razie stosowane są one w nielicznych kamerach, stosowanych głównie w badaniach naukowych.

Wielkość i rozdzielczość sensora, wielkość pikseli Podstawowym kryterium selekcji kamery jest rozdzielczość sensora. Znając pole widzenia i pożądaną rozdzielczość na obiekcie, można wyliczyć pożądaną rozdzielczość sensora.

W standardowych kamerach dostępne

Technologia CCD lub CMOS Sensor CCD to jeden wielki krzemowy zbiornik elektronów, z naniesionymi elektrodami sterującymi ładunkami.

Elektrody te, w trakcie odczytywania obrazu, przyciągają ładunki do dolnej linii pikseli, z której przekazywane są do przetwornika, zamieniającego zgromadzony ładunek na napięcie. Prześwietlenie jednego piksela sensora CCD powoduje, że elektrony przelewają się do sąsiednich pikseli (tzw. blooming), a przy mocnym prześwietleniu pikseli ładunek rozlewa się po pionowym kanale transferowym (efekt smear).

Sensor CMOS zbudowany jest z wielu oddzielnych fotodiod ze wzmacniaczami w każdym pikselu. Powoduje to, że prześwietlenie jednego piksela nasyca jego fotodiodę, ale nie powoduje prześwietlenia pikseli sąsiednich.

Wadą tego rozwiązania jest duży rozrzut wzmocnienia wielu wzmacniaczy pikseli, co w efekcie daje duży szum w obrazie (tzw. fixed pattern noise).

Sensory CCD mają zazwyczaj większą czułość i mniejsze szumy, ale sensory CMOS mogą być szybciej odczytywane, a dowolnie zaprogramowany

Rys. 4. Charakterystyka separacji barw przez filtry dichroiczne, stosowane w kamerach trójsensorowych (na górze) i filtrów polimerowych na sensorach kolorowych (na dole). Oba wykresy prezentują sumę działań filtrów i charakterystyki sensora. Wyraźnie mniejsze zakresy nakładania się zakresów R, G i B dają filtry dichroiczne

są sensory od 320 × 256 px w kamerach IR, do 6576 × 4384 px w sensorach 2D, chociaż produkowane są też sensory o wyższych rozdzielczościach, np. 10 000 × 7096 px. Cena kamery zależy głównie od wielkości sensora, a nie jego rozdzielczości. Przy doborze rozdzielczości trzeba zwrócić uwagę na wielkość piksela. Im większe piksele, tym wyższa ich czułość i łatwiejszy dobór obiektywu. Wiele tanich sensorów ma piksele o boku 2–3 µm, a tylko nieliczne obiektywy dają tak małą plamkę obrazową, aby uzyskały rozdzielczość taką, jaką ma sensor. Bez problemu można dobrać obiektyw do pikseli rzędu 7 µm. Do pikseli o boku z zakresu 3,5–5 µm trzeba stosować obiektywy 3–5 Mpx, a do najmniejszych pikseli 1,75 µm – dobrze dobrany obiektyw jest droższy niż kamera.

Dlatego bardzo rozważnie należy oceniać wielkość pikseli wybranej kamery.

Dla sensorów kolorowych rozdzielczość obiektywu (lub wielkość jego plamki obrazowej) może być zbliżona do wymiaru 2 × 2 px lub 3 × 3 px (zależnie od typu interpolacji Bayera). Wielkość piksela nie jest więc krytyczna.

Popularne kamery liniowe mają od 512 px do 16 384 px w linii. Piksele mają wymiar od 3,5 µm w sensorach 16 kpx do 14 µm w wielu sensorach liniowych niższej rozdzielczości. Same sensory produkowane są też w wyższej rozdzielczości, np. 24 640 px.

W kamerach 3D aktualnie dostępne są sensory o rozdzielczości od 640 × 460 px do 4096 × 3072 px.

zainstalowane za pryzmatycznym dzielnikiem obrazu z filtrami dichroicznymi.

Filtry te rozdzielają widmo na składowe RGB bardziej precyzyjnie niż filtry polimerowe i są bardziej trwałe. Powoduje to, że kamera trójsensorowa daje wysoką jakość odwzorowania barw i jakość ta jest niezmienna w długim okresie pracy.

Sensory kamer do podczerwieni bliskiej i dalekiej budowane są na różnych materiałach, co daje im specyficzny zakres czułości spektralnej: SWIR 0,9–1,7 µm (materiał: InGaAs), MWIR 1–5,5 µm (materiał: InSb lub HgCdTe) i LWIR 8–14 µm (mikrobolometr).

Czułość W praktyce w kamerach do widzenia maszynowego czułość sensora wynika głównie z względnej wielkości powierzchni światłoczułej, w stosunku do całej powierzchni piksela, czyli ze wspomnianego już współczynnika fill factor. Ponieważ część powierzchni piksela zajęta jest przez elektrody lub elektronikę piksela, toteż im większy piksel, tym relatywnie większa część optycznie aktywna i tym więcej fotonów skierowanych z obiektywu na piksel zamieni się w sygnał wyjściowy.

Podwyższanie czułości sensora uzyskuje się przez pozorne zwiększenie współczynnika fill factor, np. w wyniku zamocowania na sensorze matrycy mikrosoczewek. Zbierają one fotony z prawie całego obszaru piksela i skupiają je na powierzchni światłoczułej.

Najpopularniejsze sensory kamer do widzenia maszynowego wykonane są z krzemu, którego widmo absorbcji spektralnej rozciąga się od pasma UV (poniżej 200 nm) do bliskiej podczerwieni (1000–1100 nm). Standardowy sensor mono ma szybkę ochronną, która tłumi zakres UV. W praktyce podaje się, że kamera absorbuje promieniowanie od około 400 nm. Sensory mono z podwyższoną czułością w zakresie UV mają szybkę nakrywkową z kwarcu, a nie ze szkła, w wyniku czego zakres fal o długości 200–400 nm nie jest tłumiony.

Sensory IR mają natomiast lekko przytłumioną absorbcję zakresu widzialnego, w wyniku czego czułość w zakresie 700– 1100 nm jest względnie wyższa.

Sensory kolorowe są pokryte matrycą polimerowych mikrofiltrów RGB. Natomiast kamery kolorowe trójsensorowe mają trzy sensory monochromatyczne

Moduł ten steruje akwizycją obrazów i odczytem sensora. Standardowa kamera do widzenia maszynowego ma kilka trybów pracy: praca ciągła, wyzwalanie generowane z programu, wyzwalanie zewnętrzne z zaprogramowanym czasem ekspozycji, wyzwalanie zewnętrzne z czasem ekspozycji równym długości impulsu wyzwalającego.

Niektóre kamery obsługują tryb pracy wyzwalany sekwencyjnie, w którym programuje się parametry każdego obrazu w sekwencji i każdy kolejny impuls wyzwala rejestrację obrazu z innymi, zaprogramowanymi parametrami.

Zmiana parametrów odbywa się w locie, przy pełnej szybkości, bez przerywania procesu akwizycji obrazów, w celu przesterowania kamery. Programowane parametry sekwencji to: ROI, czas naświetlania i wzmocnienie.

Moduł ten kontroluje proces pracy sensora i może wygenerować na

REKLAMA

Moduł sterujący sensorem Zakres absorbcji spektralnej

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

25

TEMAT NUMERU SYSTEMY WIZYJNE, WIDZENIE MASZYNOWE

Rys. 5. Działanie mikrosoczewek na pikselach sensora CCD lub CMOS

wyjście sterujące kamery informację o aktualnym stanie sensora (np. rozpoczęcie lub zakończenie naświetlania).

Wzmacniacz i przetwornik A/C Sygnał wychodzący z sensora jest wzmacniany analogowo, a następnie w przetworniku A/C jest przetwarzany na postać cyfrową. Zakresy wzmocnienia są różne, nawet do ponad 30 dB, a przetworniki A/C zwykle mają rozdzielczość na poziomie 10, 12 lub 16 bitów. Dla większości kamer użycie wzmocnienia analogowego, większego niż 50 proc. zakresu, daje już widoczny wzrost szumów. Użycie rozdzielczości bitowej większej niż 8 bitów na piksel też rzadko ma sens, bo już przy 8 bitach na piksel występują widoczne szumy, które przy zwiększonej rozdzielczości również proporcjonalnie wzrosną.

Wyższa rozdzielczość bitowa pikseli ma sens w kamerach z chłodzonym sensorem CCD. W niektórych modelach kamer zaimplementowany jest tryb pracy automatycznej, w którym analizowany jest wybrany fragment obrazu, a wzmocnienie wzmacniacza oraz czas naświetlania ustawiane są tak, aby średni poziom sygnału z wybranego obszaru zgodny był z założonym.

Procesor graficzny Procesor ten realizuje wstępną obróbkę obrazu w kamerze, oszczędzając czas procesora komputera. Popularne funkcje procesorów graficznych to wzmocnienie cyfrowe, odbicie lustrzane, skan częściowy (ROI, multi ROI), programowana charakterystyka pikseli (LUT, ang.

Look Up Table), łączenie pikseli w poziomie i/lub pionie (binning), korekcja tła (ang. Flat Field Correction), dekodowanie barwy i balans bieli.

Procesor ten współpracuje ze wzmacniaczem w realizacji automatycznego trybu pracy.

26

Rys. 6. Przykładowy szum sensora CMOS (fixed pattern noise)

Pamięć w kamerze Pamięć służy do buforowania obrazów w kamerze. Jest to podstawowe rozwiązanie w kamerach szybkich. Wielkość pamięci zwykle wynosi od 2 GB do 64 GB. Rozwiązanie to jest też stosowane w kamerach standardowych. Umożliwia ono rejestrację obrazów szybszą niż możliwość transferu danych obrazowych przez interfejs. Przykładowo jest użyteczne w kamerach do nadzoru ruchu, gdzie konieczne jest rejestrowanie obrazów kilku pojazdów szybko jadącej grupy, a transfer tych obrazów może być opóźniony do momentu, kiedy jezdnia jest pusta. Zwykle wielkość pamięci RAM standardowej kamery wynosi od 16 MB do 512 MB.

Interfejs elektryczny Interfejsy kamer można podzielić na dwa rodzaje. Jeden obejmuje wyjścia służące do przesyłania obrazu do dalszego przetwarzania lub do jego zapisu.

Druga grupa to wejścia i wyjścia umożliwiające sterowanie pracą kamery.

Przesył obrazu Aktualnie dostępnych jest wiele interfejsów transferu obrazu, od starego, analogowego Composite Video do najnowszego i najszybszego 4 × CoaXpress 6.

Praktyczne różnice między interfejsami i kryteria wyboru najlepszego interfejsu bazują na dwóch parametrach: szybkości transferu danych i dopuszczalnej długość kabla. Parametry te przedstawione są w tabeli.

Po doborze rozdzielczości sensora i niezbędnej szybkości akwizycji obrazu, można wyliczyć potrzebną szybkość transferu i zdecydować, jaki interfejs kamery zastosować. Przykładowo, przy rejestracji 30 kl/s obrazów mono, o 8-bitowej głębi szarości i rozdzielczości 2048 × 1088 px, potrzebny jest transfer rzędu 67 MB/s, więc wymagania spełnią dowolne kamery, wyposażone w interfejsy inne niż analogowy,

zwykły FireWire lub USB 2.0. Aktualnie około 60–70 proc. sprzedawanych kamer ma interfejs GigE Vision.

W przypadku potrzeby rejestracji obrazów barwnych, z odkodowaniem barwy w kamerze, przy tych samych parametrach, jak w powyższym przykładzie, transfer będzie trzykrotnie wyższy, wyniesie 180 MB/s i wymagania spełnią tylko kamery z interfejsami CameraLink, USB 3.0, HSLink, agregowanym GigE Vision i CoaXpress (dwu- lub więcej kanałowym).

Wejścia i wyjścia Kamera może pracować w trybie wyzwalania obrazów sygnałem wewnętrznym (free run) lub zewnętrznym, ale może też sygnalizować swój aktualny stan. Do tego służą wejścia i wyjścia sterujące, często optoizolowane, programowane.

Wejścia służą głównie do wyzwalania rejestracji obrazów, sterowania czasem naświetlania sensora lub do synchronizacji kilku kamer lub kamer z oświetlaczami. Na wyjścia podawane są impulsy skojarzone z wybranymi zdarzeniami w kamerze, takimi jak np. naświetlanie sensora lub odczytywanie sensora. W systemie wielokamerowym jedna kamera może sterować pozostałymi kamerami.

Przykładowo w trybie kontroli ciągłej wstęgi materiału można jedną kamerę ustawić w trybie free run, a na jej wyjście wyprowadzić sygnał informujący o naświetlaniu, który będzie podłączony do wejścia oświetlacza i wejścia drugiej kamery, skonfigurowanej na wyzwalanie zewnętrzne.

Każda kamera, poza niektórymi z USB 2.0, ma jedno wejście wyzwalania. Kamery lepszej klasy mają po dwa wejścia i dwa wyjścia optoizolowane.

Funkcje wewnętrzne kamery Oprócz elementów mechanicznych oraz interfejsów, kamery różnią się też swoimi

funkcjami, najczęściej realizowanymi programowo lub w oparciu o przetwarzanie sygnałów elektrycznych. Poniżej opisano wybrane, najważniejsze funkcje nowoczesnych kamer przemysłowych.

Czas ekspozycji Czas ekspozycji (naświetlania) to czas między resetem ładunków pikseli a przerzutem ładunków pikseli do buforów, po naświetleniu sensora. Czas ten może być zaprogramowany w kamerze na stałe, przez integratora, albo wyznaczany przez długość impulsu wyzwalającego.

W niektórych kamerach z zaimplementowaną funkcją AutoExposure, czas ekspozycji regulowany jest przez kamerę, zależnie od średniej jasności wybranego obszaru obrazu. Podczas programowania tej funkcji ustala się, ile wcześniejszych obrazów i który fragment tych obrazów ma być użyty do wyliczenia optymalnej nastawy czasu ekspozycji.

Zależnie od konstrukcji kamery, podanie do kamery impulsu wyzwalania podczas naświetlania sensora może spowodować albo zlekceważenie tego impulsu, albo wydłużenie czasu naświetlania o pełen czas ekspozycji i w konsekwencji – prześwietlenie obrazu. Działanie takie może wystąpić, gdy impulsy zakłócające dostaną się na kabel, którym przenoszony jest sygnał wyzwalania i spowodują prześwietlanie obrazów, co mało doświadczeni integratorzy traktują jako uszkodzenie kamery.

Wzmocnienie Tak jak wspomniano wcześniej, w kamerach CMOS każdy piksel ma swój własny wzmacniacz sygnału. Wzmacniacze te nie są identyczne i ich wzmocnienia nieznacznie różnią się, a w efekcie powstaje szum w obrazie (fixed pattern noise) – jak na rys. 6.

Sygnał z sensora CCD wyprowadzany jest przez jeden lub kilka kanałów wyjściowych (tap), za którymi znajdują się wysokiej jakości wzmacniacze analogowe. Wzmacniają one sygnały pikseli, ale i ich szumy. W wielu kamerach wzmocnienie analogowe do około połowy zakresu daje ciągle obraz z względnie małym szumem. Dalsze wzmacnianie sygnału daje obraz bardzo zaszumiony, czyli różnice jasności sąsiednich pikseli, na których zarejestrowano obszar o takiej samej jasności.

Lepiej więc nie korzystać ze wzmocnienia analogowego (ustawić Analog Gain na 0 dB), a słaby sygnał można poprawiać albo wzmocnieniem oświetlenia (najkorzystniej), wydłużaniem czasu naświetlania, albo szerszym otworzeniem przesłony obiektywu.

LUT LUT to tabelka do przeliczania wartości sygnałów pikseli na inne wartości.

Umożliwia zmianę dynamiki obrazu, np. wyostrzenie kontrastu lub stonowanie pewnych zakresów jasności. Sygnał wyjściowy, za przetwornikiem A/C, przechodzi przez rejestr, w którym jego wartość zastępowana jest inną wartością, z tabelki, skojarzoną z wartością wyjściową z piksela. Np. wartość sygnału piksela 128 będzie zastępowana wartością 160, jeśli w tabeli dla liczby 128 w drugiej kolumnie podana jest liczba 160.

LUT może być programowany za pomocą parametru Gamma (ciągła krzywa wykładnicza) lub linii łamanej, najczęściej trzyodcinkowej, albo ręcznie utworzonej tabeli. Dla kamery mono jest to tabelka dwukolumnowa, z liczbą wierszy odpowiadającą rozdzielczości piksela, np. 256 wierszy dla 8 b/px lub 1024 dla 10 b/px. Przykłady charakterystyki LUT przedstawiono na rys. 7.

Korekcja tła – Flat Field Correction (FFC) W realnym systemie wizyjnym równomierne oświetlenie obiektu nie jest łatwe. Dodatkowo obiektywy przyciemniają brzegi obrazów (winietowanie).

W efekcie na obraz nałożona jest modulacja jasności. Aby to skompensować, w niektórych kamerach 2D i we wszystkich kamerach liniowych zaimplementowana jest funkcja Flat Field Correction (FFC). Po skalibrowaniu kamery funkcja ta koryguje wartość sygnału każdego piksela, podczas wysyłania ich z przetwornika A/C na wyjście kamery.

FFC realizuje funkcję liniową sygnału wejściowego: WY = a * WE + b.

Współczynniki korekcji „a” i” b” są wyliczane podczas kalibracji kamery, która przebiega następująco: 1) zakrycie obiektywu i naświetlenie obrazu ciemnego, 2) odkrycie obiektywu, ustawienie białego ekranu w polu widzenia kamery i naświetlenie obrazu jasnego.

W obrazie jasnym ujawnia się nierównomierny rozkład sygnału, będący sumą niedoskonałości oświetlacza i obiektywu. Po uaktywnieniu funkcji FFC obrazy obiektu będą korygowane tak, aby wyrównać jasność. Kalibracja FFC jest ważna, dopóki nie zmienimy jakichkolwiek ustawień (przesłona, pole widzenia itp.).

Typowa funkcja FFC umożliwia podbicie intensywności obrazu do 2X. Dla idealnego oświetlacza i idealnego obiektywu szerokokątnego, przy kącie widzenia 65°, jasność na brzegu obrazu równa jest połowie jasności na środku obrazu. Wówczas funkcja FFC może jeszcze skompensować tę nierównomierność. Przy szerszym kącie widzenia oraz przy dodatkowych innych źródłach zakłócenia obrazu, funkcja FFC nie skompensuje w pełni nierównomierności światła na sensorze.

Tab. Aktualnie stosowane interfejsy kamer do widzenia maszynowego Interfejs

Analog

Cameralink base

Cameralink full

FireWire A (400 MHz)

FireWire B (800 MHz)

USB 2.0

Transfer

MB/s

11

255

850

50

100

60

Kabel

m

100

5–10

5

4,5

4,5

5

USB 3.0 Vision

GigE Vision

GigE Vision Link Aggreg.

HS Link

CoaXpress CXP-1

CoaXpress 4xCXP-6

Interfejs

Transfer

MB/s

350

125

250

2100

156

3125

Kabel

m

3

100

100

15

212

68

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

27

TEMAT NUMERU SYSTEMY WIZYJNE, WIDZENIE MASZYNOWE

odczekać aż licznik pikseli w wierszu dojdzie do końca i dopiero wtedy mogą być zresetowane oba liczniki i można naświetlać sensor. Podczas obserwacji procesów szybkozmiennych, zwłaszcza w systemach wielokamerowych, asynchroniczny reset daje bardziej precyzyjną synchronizację procesu rejestracji obrazów.

Skan częściowy

Rys. 7. Przykładowe charakterystyki LUT Gamma = 0,5 (po lewej) i linia łamana „centralne wyostrzenie kontrastu” (po prawej)

Binning

Dekodowanie barwy w kamerze

Binning to funkcja pozornego łączenia pikseli w grupę, przez sumowanie ich sygnałów. Funkcja ta może być realizowana w sensorze lub w procesorze graficznym.

W sensorze CCD prawie zawsze realizowany jest binning pionowy 2 × 1, czyli sumowanie dwóch kolejnych pikseli każdej kolumny. W procesorze obrazowym realizowane są bardziej zaawansowane wersje binningu: binning poziomy i pionowy, binning o różnej skali (od 2 × 1 do 8 × 8), a nawet binning barwny.

Binning sumuje wartości pikseli, a więc zmniejsza rozdzielczość obrazu, ale zwiększa jego jasność. Przykładowo w zadaniach wymagających dużej czułości kamery, zamiast szukać kamery bardzo czułej, można wybrać kamerę o wyższej rozdzielczości i włączyć binning 2 × 2, uzyskując piksel o czterokrotnie większej powierzchni, czterokrotnie mocniejszy sygnał i czterokrotne zmniejszenie rozdzielczości obrazu.

Kamera kolorowa jednosensorowa ma sensor monochromatyczny z matrycą mikrofiltrów RGB. Piksel jest czuły na widmo przepuszczane przez jego filtr, a nieczuły na pozostałe dwie składowe barwne. Obraz bez przetwarzania, otrzymany prosto z sensora, ma format RAW Bayer. Jest to obraz monochromatyczny z nałożona siatką. Po odkodowaniu w kamerze lub komputerze staje się obrazem barwnym.

Niektórzy producenci kamer umożliwiają odkodowywanie barw w kamerze i udostępniają wiele formatów wyjściowych (RGB, YUV). Oszczędza się w ten sposób czas procesora potrzebny do obróbki obrazów. Inni producenci nie implementują tej funkcji w kamerze i odkodowanie realizuje się w komputerze, co angażuje procesor. Brak dekodowania w kamerze tłumaczony jest minimalizacją funkcji i redukcją nagrzewania się kamery.

Asynchroniczny reset sensora Zdarzenia Zdarzenia w kamerze, występujące podczas jej pracy, mogą być sygnalizowane na zewnątrz za pomocą odpowiednich impulsów. Impulsy te mogą reprezentować moment wystąpienia lub długość zdarzenia, tzn. ważne jest albo pojedyncze zbocze sygnału (np. narastające), albo oba (narastające i opadające).

Zdarzenia kojarzone z impulsami wyjściowymi to m.in. początek lub koniec ekspozycji, albo też cały czas trwania ekspozycji, moment odczytu sensora, czy choćby potwierdzenie odebrania impulsu wyzwalania. Podczas ustawiania kamery można przydzielić odpowiednie zdarzenie do odpowiedniego wyjścia cyfrowego kamery i sygnał ten może być wykorzystany do kontroli lub synchronizacji systemu wizyjnego.

28

W trybie wyzwalania zewnętrznego ważnym parametrem kamery jest opóźnienie jej reakcji na sygnał wyzwalający. Opóźnienie to jest różne w różnych typach sensorów. Kamera pracuje i pobiera obrazy z sensora cały czas, od momentu włączenia zasilania. Jeśli odbiornik nie odbiera obrazów, to kamera je kasuje, ale ciągle pracuje. Jeśli w trybie wyzwalania zewnętrznego kamera otrzyma impuls wyzwalający, to zwłoka w rozpoczęciu naświetlania sensora może wynosić od 0 µs do 4–5 µs dla sensora z asynchronicznym resetem do nawet 40 µs w sensorze bez asynchronicznego resetu. Asynchroniczny reset sensora umożliwia natychmiastowe zresetowanie licznika wierszy i pikseli w wierszu. Po resecie zaczyna się naświetlanie sensora. Jeśli sensor nie ma asynchronicznego resetu, to po otrzymaniu impulsu wyzwalającego musi

W projektach wizyjnych bardzo często konieczne jest precyzyjne dopasowanie (okrojenie) pola widzenia do właściwego fragmentu obiektu. Często potrzebna jest wyższa szybkość akwizycji obrazów niż nominalna. Oba te zadania można zrealizować przez pobieranie z sensora lub wykrawanie w kamerze tylko fragmentu obrazu.

W sensorach CMOS jest to realizowane bez problemów. Z sensora odczytuje się tylko wartości wybranych pikseli.

Producenci sensorów CCD udostępniają dwa, trzy lub cztery formaty skanu częściowego (ROI), umożliwiając zwiększenie szybkości odczytu sensora. Niektóre rodziny kamer mają zaimplementowaną w procesorze graficznym funkcję ROI wycinającą z obrazu sensora CCD dowolnie wybrany fragment. Z sensora wyczytywany jest cały obraz, a w procesorze wycinany jest fragment i ten fragment jest wysyłany interfejsem wizyjnym do komputera. Jeśli wąskim gardłem transferu obrazów jest sensor, funkcja ROI nie przyspieszy akwizycji obrazów.

Jeśli wąskim gardłem jest interfejs wizyjny, a sensor ma rezerwy szybkości, realizacja ROI w procesorze może zwiększyć szybkość transferu danych (kl/s).

Wysyłanie obrazu ograniczonego tylko do ważnego fragmentu zmniejsza zapotrzebowanie na moc obliczeniową komputera i przyspiesza analizę obrazu.

Lustrzane odbicie Prawie wszystkie kamery obsługują funkcję odbicia lustrzanego: w pionie i/lub w poziomie. Funkcja ta może być realizowana w sensorze lub w procesorze wizyjnym. Może ona być pożyteczna, jeśli nie mamy możliwości dowolnego zamocowania kamery w systemie wizyjnym, a chcemy aby obiekt widoczny był tak, jak w lustrze. Jak każda funkcja realizowana w kamerze, tak i ta nie zabiera czasu procesora komputera i nie opóźnia wyniku analizy obrazu.

Przykłady doboru kamer Znajomość omówionych cech kamer pozwala na samodzielny dobór komponentów systemów wizyjnych. W dalszej

Prosta aplikacja W przypadku, gdy nie ma żadnych wymagań szczególnych, tj. obiekt jest stacjonarny, bardzo kontrastowy i konieczna jest jedynie ocena jego obecności lub kompletności, np. wykrycie obecności kilku otworów Ø5 w płytce blaszanej 80 mm × 60 mm, można przeprowadzić następującą analizę: • przyjąć, że piksel ma być trzykrotnie mniejszy niż otwór, co oznacza, że powinien on mieć długość 1,66 mm, • w przypadku pola widzenia 80 mm × 60 mm potrzebna jest kamera z sensorem o rozdzielczości: 80/1,66 × 60/1,66 = 48 × 36 px.

Ponieważ dostępne kamery mają odpowiednie parametry, warto wybrać najtańszą.

OCR, OCV i rozpoznawanie kodów W celu skutecznego rozpoznawania obecności oraz barwy lub odcienia obiektu, przynajmniej jeden piksel powinien oddawać wiernie barwę lub odcień szarości obiektu. Stanie się tak, gdy na minimalny szczegół obiektu zostaną skierowane co najmniej dwa piksele. Jeden z nich powinien całkowicie pokryć dany szczegół. Pewniejsze jest jednak celowanie trzema pikselami w wybrany szczegół. Jako szczegół należy rozumieć najcieńszą linię rysunku lub najcieńszą linię czcionki lub punkt czcionki „dot matrix”.

Przykłady prezentacji w obrazie litery „a” przy różnych rozdzielczościach zostały przedstawione na rys. 9.

Firma Dalsa doradza dobór rozdzielczości kamer 2D: • dla kodów kreskowych – 3 px na najcieńszą linię, • dla kodów 2D – 4 px na punkt kodu, • dla OCR/OCV – 20 × 20 px na typowy znak alfanumeryczny.

Proste zadanie pomiarowe W tym przypadku nie ma wymagań szczególnych: obiekt jest stacjonarny, bardzo kontrastowy, a pomiar bezpośredni widocznego elementu. Brak też wymagań dotyczących czasu cyklu pomiarowego. Przykładem może być pomiar średnicy kilku otworów Ø5 ±0,1 mm w cienkiej płytce blaszanej o wymiarach 80 mm × 60 mm. Można wtedy przeprowadzić następującą analizę:

• Błąd pomiaru ma wynosić 20 % 20 % pola tolerancji, czyli z 0,2 mm – 0,04 mm, z czego na rozdzielczość warto przydzielić 1/3 dopuszczalnego błędu, tj.

0,0133 mm – taką wielkość piksela zakładamy.

• W przypadku pola widzenia 80 mm × 60 mm potrzebna jest kamera z sensorem o rozdzielczości 80/0,0133 × 60/0,0133, czyli 6015 × 4511 px. Wymagania te spełnia kamera o rozdzielczości 29 Mpx, np. AVT Prosilica GT6600 (6576 × 4384 px).

Zawężenie tolerancji średnicy do 0,05 mm powoduje, że nie ma kamery, której sensor wystarczyłby do tego pomiaru z jednego obrazu. Należy więc zastosować kilka kamer. Można rozważyć kamerę VN firmy Vieworks z sensorem 29 Mpx zamocowanym na piezoceramice. W wyniku interpolacji można uzyskać rozdzielczość efektywną 9 × 29 Mpx = 261 Mpx.

Obiekt w ruchu Wymagania: złącze klejone na płycie meblowej ma szerokość od 0,1 mm; należy ocenić występowanie wypływek kleju w świetle UV, w trakcie ruchu płyty z prędkością 1 m/s w kierunku równoległym do ścieżki kleju. Potrzebne jest rozwiązanie ekonomiczne.

Analiza: • Dla wykrycia ścieżki kleju o szerokości od 0,1 mm można dobrać piksel dwukrotnie mniejszy, czyli 0,05 mm.

• W przypadku obiektów ruchomych, aby obraz nie był rozmazany (wyraźny kontur wypływek kleju), czas ekspozycji sensora powinien być nie większy niż czas przemieszczenia obiektu o ½ piksela. Przy ruchu 1 m/s i wymiarze piksela 0,05 mm, czas ekspozycji musi wynosić nie więcej niż 25 µs.

Tylko niektóre kamery mają tak krótki czas ekspozycji. Dodatkowo kamera powinna być bardzo czuła (preferencja dla CCD), a oświetlacz bardzo mocny, w miarę możliwości strobowany.

• Szerokością sensora kamery trzeba pokryć odcinki o jakie płyta przemieszcza się między kolejnymi ekspozycjami, np. dobierając kamerę 5 Mpx, o rozdzielczości 2540 × 2050 px, uzyskamy dokładność do 0,05 mm, przy polu widzenia 127 mm, co przy małym

REKLAMA

części artykułu zaprezentowano przykłady aplikacji, w których w oparciu o wcześniej podane rady, wybrano konkretne rodzaje kamer przemysłowych.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

29

TEMAT NUMERU SYSTEMY WIZYJNE, WIDZENIE MASZYNOWE

Rys. 8. Przykład działania korekcji FFC: po lewej obraz tła bez korekcji, z widocznym efektem winietowania obiektywu (ciemne rogi), a po prawej obraz tła skorygowany przez FFC

nakładaniu się obrazów, pozwoli uzyskać rejestrację obrazów co około 120 mm, czyli 8,3 kl/s. Kamery 5 Mpx, z sensorem Sony ICX625 lub ICX655, będą wystarczające pod względem rozdzielczości i szybkości, ale mają czasy naświetlania większe niż 25 µs.

• Problem zbyt długiego czasu ekspozycji kamery można obejść stosując oświetlacz błyskowy, np. LED, który może błyskać impulsami o podwyższonej mocy, o czasie trwania od 1 µs.

• Użycie kamery o niższej rozdzielczości sensora, np. 1280 × 960 px, da pole widzenia 64 mm × 48 mm i wymaga rejestracji obrazu co około 60 ms lub szybkości 17 kl/s. Wymagania takie spełnia kamera AVT Manta G-125B, z czasem ekspozycji od 21 µs i szybkością do 30 kl/s, przy pełnej rozdzielczości.

• Aby przyspieszyć obróbkę sygnału, korzystnie byłoby wyciąć tylko fragment obrazu (skan częściowy) i takie dane wysyłać do komputera. Większość kamer, w tym Manta, ma funkcję ROI w kamerze. Do tego zadania pasuje m.in. kamera AVT Manta G-125B.

Bardzo wysoka rozdzielczość Przykładem aplikacji, w której potrzebna jest bardzo duża rozdzielczość, jest testowanie wyświetlaczy LCD. Panel LCD Full HD ma 2048 px w linii, ale jeden piksel to zwykle trzy lub sześć subpikseli, a między nimi wąskie czarne ramki. Pełen katalog wad paneli LCD zawiera m.in. defekty o wielkości ułamka subpiksela. Przy założeniu, że wykrywać będziemy minimalny defekt równy 1/2 subpiksela i przy założeniu, że subpiksel ma szerokość około 1/4 szerokości piksela – jeden defekt matrycy Full HD to 1/(2048 × 4 × 2) = 0,00006 jej szerokości. Planując wykrywanie defektów z założeniem, że piksel ma być dwukrotnie mniejszy niż defekt i cały panel LCD zostanie objęty jednym obrazem, potrzebna będzie kamera o rozdzielczości 32 768 px w poziomie, a przy ekranach o proporcjach 4:3 sensor musiałby mieć rozdzielczość 805 Mpx.

30

Możliwe rozwiązania tego problemu to: a) przeskanowanie panelu LCD kamerą liniową – wystarczy kamera liniowa o rozdzielczości 16 kpx, skanująca wzdłuż dłuższego boku ekranu, pozwalająca uzyskać obraz o rozdzielczości 512 Mpx. Koncepcja ta stawia jednak bardzo wysokie wymagania na dokładność sprzężenia ruchu kamery, względem kontrolowanego panelu LCD; b) zastosowanie czterech kamer o rozdzielczości 261 Mpx, każda pokrywająca obszar 1/4 panelu z małą zakładką. Firma Vieworks produkuje kamery serii VN, z sensorem do 29 Mpx (6576 × 4384), zamontowanym na piezoceramice, która umożliwia przesuwanie sensora o 1/2 lub 1/3 piksela w poziomie i w pionie. 9 naświetleń sensora z przesunięciem o 1/3 w pionie i poziomie daje łącznie obraz o efektywnej rozdzielczości 9 × 29 Mpx = 261 Mpx.

Fotoradary Duża część zdjęć z fotoradarów nie nadaje się do wykorzystania. Winę za to ponoszą m.in. zmienne warunki oświetlenia i mało elastyczna konfiguracja sprzętowa. Fotoradar pracuje 24 godziny na dobę: w nocy, w pochmurne dni i w słońcu – z tyłu lub od frontu obiektywu. Aby dopasować kamerę do bardzo zmiennych warunków świetlnych, należy dobrać model o bardzo dużej dynamice albo o szybkozmiennych parametrach ekspozycji.

Jednym z lepszych rozwiązań kamer o wysokiej dynamice jest model dwusensorowy, w którym obraz z obiektywu rozdzielany jest na dwa sensory, pracujące z różnymi czasami naświetlania i wzmocnieniami. Sumaryczny obraz zawiera niezbędne szczegóły: zarówno czytelny numer rejestracyjny pojazdu, jak i wyraźną twarz kierowcy.

Innym problemem fotoradarów są lokalne silne odblaski w polu widzenia kamery, pochodzące od światła słonecznego, lub od lampy błyskowej fotoradaru. Stosowane w wielu starszych polskich fotoradarach kamery

mają sensor CCD, który przy lokalnym prześwietleniu najpierw wykazuje efekt powiększenia prześwietlanego obszaru na obszar niedoświetlony (blooming), a przy większym prześwietleniu tworzy pionowy jasny pas przez cały obraz (smear). Oba te efekty mogą uniemożliwić odczytanie tablicy rejestracyjnej lub rozpoznanie twarzy kierowcy.

Efektów blooming i smear nie wykazują sensory CMOS. Dlatego znaczący producenci kamer do widzenia maszynowego mają w swoim portfolio kamery do nadzoru ruchu – wszystkie z sensorami CMOS, gwarantują podniesienie jakości obrazów. Wysokiej jakości sensory CMOS mają też funkcje HDR (High Dynamic Range), z jedno- lub dwukrotnym ponownym naświetlaniem prześwietlonych pikseli.

Powierzchnie połyskujące Powierzchnie metalowe, szklane, a nawet niektóre plastiki i papier mogą wywoływać lokalne silne odblaski, które w wyniku efektów blooming i smear powodują uszkadzanie obrazów z kamer z sensorami CCD. Dlatego w projektach z użyciem silnych źródeł światła, np. linii laserowej lub mocnego oświetlacza punktowego, gdy istnieje ryzyko powstania odblasku od powierzchni obiektu, optymalnym rozwiązaniem jest użycie kamery z sensorem CMOS. Przypadkowy lokalny odblask w polu widzenia kamery, często w obszarze nieistotnym dla wyniku analizy obrazu, spowoduje lokalne prześwietlenie pikseli, ale nie wpłynie to na pozostałą część obrazu, która może być poddana analizie.

Duża dynamika światła – obiekt stacjonarny Opisane fotoradary wymagają kamer o wysokiej dynamice i dużej szybkości reakcji. Szybko jadący samochód pozostaje w polu widzenia kamery tylko przez 10– 20 ms. W przypadkach szybkozmiennych warunków świetlnych na obiektach statycznych optymalne mogą być kamery z funkcją wyzwalania sekwencyjnego.

Kamera taka ma programowalne parametry akwizycji kilku kolejnych obrazów.

Kolejne impulsy wyzwalają rejestrację kolejnych klatek, z parametrami zmiennymi w locie. Z góry można zaprogramować do 10 zestawów parametrów, na które składają się: czas naświetlania, wzmocnienie i ROI. Po rejestracji sekwencji obrazów program analizuje je i wybiera do analizy obraz najlepiej naświetlony. Może też przeanalizować kilka obrazów, uzyskując efekt dynamiki lub analizy ruchu.

Wyzwalanie sekwencyjne jest standardową funkcją kamer serii Compact, firmy JAI.

Skaner 3D Skanery 3D to ostatnio bardzo modny temat. Istnieją dwie koncepcje budowy skanerów 3D: • Standardowa kamera 2D + projektor prążków – dla obiektów stacjonarnych. Zadanie to nie stawia specjalnie zaawansowanych wymagań dla kamery.

Zwykle im wyższa rozdzielczość kamery, tym lepsza dokładność pomiarów 3D. Jak zwykle w zadaniach pomiarowych stosuje się kamery monochromatyczne.

• Kamera 2D/3D + linia świetlna (laserowa lub z projektora LED) – dla obiektów w ruchu, naturalnym lub wymuszonym przez skaner. Powolny skaner można zbudować na bazie standardowej kamery 2D. Szybkie skanery wymagają kamery 3D, czyli kamery 2D z obróbką obrazu w kamerze, dającej na wyjściu profile linii z poszczególnych obrazów.

W kamerze 3D wyznaczanie profilu linii na obiekcie jest tym szybsze, im niższy fragment sensora (ROI) używany jest do analizy. Szybkość skanowania wynika więc z ustawienia kamery na pewien zakres pomiarów w osi Z (wysokości). Niektóre kamery 3D mają funkcję ROI śledzącego, która umożliwia przesuwanie ROI w momentach, gdy obraz linii na sensorze zbliża się do granicy aktualnego ROI. Kamera z taką funkcją (np. firmy Automation Technology) osiąga najwyższą możliwą szybkość skanowania 3D, wyższą niż kamera ze sztywno ulokowanym ROI. Z analizy potrzebnej szybkości skanowania wyniknie decyzja, czy kamera musi mieć śledzący ROI, czy nie.

Do rejestracji obiektów w ruchu potrzebna jest szybka kamera i mocne oświetlenie. W kamerach szybszych niż kamery standardowe klasy szybkości można powiązać z szybkościami interfejsów. Tanie kamery z interfejsem GigE Vision uzyskują transfer do 120 MB/s, więc kamera z sensorem 2 Mpx umożliwi otrzymanie maksymalnie 60 kl/s. Kamera 2 Mpx z interfejsem CameraLink Full pozwoli uzyskać do 400 kl/s, a z czterokanałowym interfejsem CoaXpress – do 1560 kl/s. Szybkie kamery mają sensory CMOS, które po ograniczeniu pola widzenia (ROI), gwarantują wyższą szybkość akwizycji obrazów.

Szybkość kamer z pamięcią RAM zależy od przepustowości wewnętrznej magistrali. W popularnych szybkich kamerach występuje transfer rzędu 1,5 GB/s, co przy obrazie o rozdzielczości 2 Mpx daje szybkość 750 kl/s.

Przy rejestracji szybkich obrazów, jeśli zależy nam na ostrym obrazie, należy dobrać czas ekspozycji równy czasowi przesunięcia obiektu o 1/2 piksela. Jeśli kamerą z sensorem 1280 × 1024 px obserwujemy z boku zderzenie samochodu, przy prędkości 50 km/h, w polu widzenia o wymiarach 4 m × 3 m, z szybkością 1000 kl/s, to piksel na obiekcie ma wymiar 4000/1280 = 3,12 mm, a przemieszczenie 3,12 mm, przy prędkości 50 km/h trwa 252 µs. Pożądany czas ekspozycji to 126 µs. Nie jest to mało, ale wystarczająco mocne oświetlenie tak dużego obszaru będzie trudnym wyzwaniem.

REKLAMA

Obiekt w ruchu

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

31

TEMAT NUMERU SYSTEMY WIZYJNE, WIDZENIE MASZYNOWE

1

2

Rys. 9. Przykład doboru rozdzielczości, tj. liczby pikseli na linię litery: 1. znak wygenerowany syntetycznie 13 pikseli na linię pionową litery; 2. sześć pikseli na linię; 3. 3,5 piksela na linię i 20 × 20 pikseli na znak; 4. trzy piksele na linię; 5. dwa piksele na linię. Znak pierwszy z prawej, z dwoma pikselami na linię, ze względu na zakrzywienia linii jest słabo czytelny, a po progowaniu na poziomie 128 zostałby rozdzielony na trzy oddzielne fragmenty. Algorytmy OCR/OCV nie rozpoznałyby w nim litery „a”

Dokładny system pomiarowy Wizyjne systemy pomiarowe wysokiej dokładności to najtrudniejsza grupa zadań widzenia maszynowego. Tworzenie dokładnego systemu pomiarowego to duże wyzwanie nawet dla doświadczonych integratorów. Przy wyborze kamery, poza typowymi cechami, takimi jak rozdzielczość i szybkość, należy uwzględnić wszystko, co spowoduje, że krawędzie obiektu będą najdokładniej odwzorowane w pikselach obrazu: • niskie szumy kamery wskazują na użycie sensora CCD; • duży współczynnik fill factor – większość standardowych kamer ma sensory z mikrosoczewkami na pikselach. Bez mikrosoczewek na pikselach CCD i CMOS tylko 30– 40 proc. powierzchni byłoby światłoczułe. Dzięki mikrosoczewkom światło jest zbierane w dużej części obszaru piksela i skupiane na obszarze światłoczułym. 100-proc. fill factor jest niezbędny w przypadku zamiaru użycia rozdzielczości podpikselowej. Taki parametr mają kamery liniowe, wymagające zbudowania precyzyjnego skanera, oraz niezbyt przyjazne w użyciu kamery z sensorem CCD Full Frame lub Frame Transfer. Nadzieje integratorów budzą coraz popularniejsze kamery z sensorem oświetlanym od tyłu (backside illuminated); • brak efektów blooming i smear wskazuje na zastosowanie sensorów CMOS, a nie CCD, jak wnioskowano powyżej;

32

3

4

• funkcja FFC (Flat Field Correction) jest zalecana, jeśli oświetlenie nie jest idealnie równomierne, a obiektyw wykazuje znaczące winietowanie. W przypadku użycia progowania (threshold) w algorytmach wyszukiwania krawędzi lub blobów korzystne może być użycie kamery z funkcją korekcji tła. Funkcja ta koryguje wartości pikseli, kolejno piksel po pikselu, podczas szeregowego pobierania danych z sensora. Praktycznie nie opóźnia to momentu wyprowadzenia danych obrazowych z kamery.

Funkcja ta jest standardowo implementowana w kamerach liniowych.

W kamerach 2D jest to rzadkość, ale można ją spotkać w modelach wyższej klasy (np. firm Dalsa lub JAI).

Obrazy barwne Wytyczne odnośnie doboru rozdzielczości kamery do obiektu są inne dla kamer monochromatycznych i kolorowych trójsensorowych, a inne dla kamer kolorowych jednosensorowych. Piksel monochromatyczny powinien być na obiekcie dwa, trzy razy mniejszy niż najmniejszy szczegół obiektu. Teoria mówi o pikselu dwukrotnie mniejszym, ale praktycy doradzają piksel trzy razy mniejszy.

Dla kamery kolorowej, jednosensorowej, z interpolacją barw 2 × 2 lub 3 × 3, rozdzielczość kamery powinna być dwu- lub trzykrotnie wyższa, niż 2–3 px na szczegół, zależnie od typu interpolacji barw. Tak więc jeden piksel powinien stanowić od 1/4 do 1/9 najmniejszego rozpoznawanego szczegółu obiektu.

W przypadku kamery trójsensorowej wystarczą, tak jak w kamerze mono, 2–3 px na szczegół.

Kamery kolorowe należy stosować tylko w przypadkach oceny obiektów wielobarwnych. W przypadku prostej oceny barw, np. przy wykrywaniu obiektów o barwie wyraźnie innej niż barwa tła, można użyć kamery monochromatycznej i odpowiednio selektywnego światła lub filtru.

5

Podsumowanie System wizyjny, będący połączeniem kamery i komputera, ma przewagę jakościową nad systemem z kamerą zintegrowaną (inteligentną), dzięki znacznie większym możliwościom wyboru kamer przetwarzania danych. Kamery zintegrowane (inteligentne kamery i sensory) mają natomiast przewagę przy prostych zadaniach. Wówczas czas tworzenia systemu i koszt integracji mogą być niższe, a dzięki upakowaniu wszystkich elementów w jednej obudowie konstrukcja systemu będzie bardziej zwarta.

Problem jednak w tym, że w prototypowych zadaniach na początku trudno jest ocenić skalę problemu i optymalnie wybrać konfigurację sprzętową. Dopiero podczas realizacji projektu wychodzą na jaw problemy, które nie były rozpatrywane w fazie ofertowej i wówczas okazuje się, czy wybrana koncepcja systemu (kamera + komputer albo kamera zintegrowana) ma wystarczający potencjał rozwojowy, czy nie.

Na kamerze bazuje cały system, gdyż to ona tworzy obraz i przekazuje do programu informacje o obiekcie.

Wybranie najlepszej kamery do zadania nie gwarantuje jednak, że system będzie działał poprawnie.

Do kompletnego rozwiązania zadania wizyjnego potrzebne jest optymalne dopasowanie wszystkiego: oświetlacza, obiektywu, kamery i algorytmu. Komputer często nie jest elementem krytycznym dla niezawodnej realizacji zadania, dlatego kamera zintegrowana (inteligentna), ze słabym procesorem w środku, wystarczy do realizacji wielu zadań wizyjnych.

W systemach wizyjnych najważniejsza jest jednak nie marka sprzętu, nie jego wydajność i cena, ale integrator, jego wiedza, doświadczenie i zaangażowanie w temat.

Marek Kania www.metrum.pl www.imaco.pl

TEMAT NUMERU SYSTEMY WIZYJNE, WIDZENIE MASZYNOWE

Od 2011 r. polski przemysł coraz częściej stosuje systemy wizyjne w procesach produkcji. Wśród wielu ich zastosowań niezwykle ciekawe są aplikacje związane ze współpracą z robotami przemysłowymi.

W artykule przedstawiono pięć aplikacji, w których roboty współpracują z systemami wizyjnymi, realizując zadania w przemyśle. To tylko niewielki wycinek zastosowań robotów i systemów wizyjnych, pokazujący różnorodność stanowisk, celów oraz efektów robotyzacji z domieszką wizji przemysłowej.

Robot podający detale do obróbki – model stanowiska

Systemy wizyjne w zastosowaniach zrobotyzowanych

Bezobsługowe stanowisko do podawania detali do obróbki Omawiane stanowisko zrobotyzowane zostało oparte na robocie przemysłowym Kawasaki FS006N oraz na systemie wizyjnym Vision POWERBOX. Praca aplikacji polega na automatycznym podaniu detalu przez transporter z zasobnika pod system wizyjny.

Po wykonaniu zdjęcia obraz jest obrabiany w celu uzyskania współrzędnych orientacji chwytaka robota, względem detalu i orientacji jego położenia. Następnie dane są przesyłane do robota, w przestrzeni jego układu, siecią Ethernet. Jeśli warunki dotyczące wolnej przestrzeni i braku obaw o ewentualną kolizję z innymi elementami są spełnione, robot pobiera detal i umiejscawia

34

Promocja

go w gnieździe obróbczym, uprzednio odbierając detal obrobiony z maszyny.

Rozpoznawanie obrazu zamiast mechaniki W celu uproszczenia procesu, w miejsce mechanicznego pozycjonowania produktów, można zastosować system wizyjny. Tak właśnie zrobiono w aplikacji, w której robot Kawasaki FD050N paletyzuje wiaderka z farbą. Czujnik wizyjny SensoPart FA46 określa rodzaj oraz położenie produktu. Napełniony pojemnik zostaje każdorazowo przesunięty na taśmę podającą, skąd trafia do stanowiska paletyzującego. Stamtąd jest delikatnie przesuwany na większy obszar detekcji, gdzie jego kontury są rejestrowane i wykrywane przez czujnik wizyjny. Uzyskane dane o kształcie i orientacji środka ciężkości pojemnika trafiają poprzez sieć LAN do robota paletyzującego Kawasaki. Ten z dużą dokładnością chwyta pojemnik i układa go na palecie, zgodnie z przekazanymi wcześniej informacjami.

W celu zapewnienia pewnego chwytu opakowań o dużej masie zastosowano

specjalny chwytak, oparty na przyssawkach uzupełnionych zaciskiem mechanicznym.

W obszar detekcji zawsze trafia tylko jeden pojemnik. Uzyskano to dzięki zastosowaniu na taśmie podającej konstrukcji do rozdzielania artykułów. Całe oprzyrządowanie stanowiska (rozdzielacze artykułów, transportery, magazyn palet i kontrola palet) jest sterowane przez kontroler robota. Roboty Kawasaki mogą niezależnie od programu ruchu wykonywać równocześnie pięć dodatkowych, równoległych programów PC. Te programy zostały wykorzystane do nadzoru nad całą linią. Kontroler robota

Paletyzacja wiaderek robotem Kawasaki FD050N

Fot. ASTOR

Zestaw obejmujący robota i system wizyjny jest bardzo bliski człowiekowi. Zastosowanie systemów wizyjnych sprawia, że robot zyskuje nowe cechy i może opierać algorytm na procedurze: „widzę – decyduję – wykonuję”. Takie działanie pozwala znacząco zwiększyć elastyczność stanowiska.

Kontrola jakości celek krzemowych, z wykorzystaniem robota Kawasaki YF003N i systemu wizyjnego

Kawasaki umożliwia również korzystanie z prawdziwego sterownika programowego Soft-PLC. Wykorzystanie tego rozwiązania zapewnia bardzo precyzyjne sterowanie, z gwarancją czasu cyklu. W ten sposób, przy mniejszych aplikacjach, użytkownik oszczędza czas związany z montażem i programowaniem standardowego sterownika PLC oraz jego okablowaniem i definiowaniem interfejsu.

Kontrola jakości Pomiędzy kolejnymi etapami produkcji warto przeprowadzać kontrolę. Również proces kontroli jakości może być zrobotyzowany. Częstym rozwiązaniem jest połączenie procesu przenoszenia z kontrolą jakości. W takim przypadku robot, przekładając detal z jednej maszyny na drugą, umieszcza go jeszcze pod kamerą lub na stanowisku do testowania. Pozwala to eliminować wadliwe produkty na bieżąco. Realizowane są również stanowiska, w których to robot przenosi głowicę testującą. Takie rozwiązanie wykorzystywane są wtedy, gdy kontroli poddawany jest duży element. Zastosowanie jednej głowicy testującej i robota pozwala oszczędzić wydatki związane z budową stanowiska oraz miejsce. Minusem jest wydłużenie czasu realizacji pełnej kontroli.

spawu. Jest to szczególnie widoczne w dziedzinie systemów przetwarzających obraz na dane, wykorzystywane przez roboty do realizacji postawionych im zadań.

W procesie zrobotyzowanego spawania systemy wizyjne często wykorzystywane są w celu weryfikacji pozycji miejsca spawania. Dzięki temu można precyzyjnie pospawać elementy, które są niedokładnie spozycjonowane lub wykonane z niską tolerancją. Kontrola pozycji może być wykorzystywana w trybie off-line, czyli gdy robot przed przystąpieniem do spawania robi dodatkowy przejazd, w którym system wizyjny analizuje położenie detali i miejsc spawania. Taka

procedura jest najprostsza do realizacji, ale dodatkowo wydłuża proces, przez co spada wydajność stanowiska. W aplikacjach, gdzie wymagana jest większa wydajność, stosuje się skanowanie miejsca spawania w trakcie spawania. Na robocie, oprócz fajki spawalniczej, umieszczona jest kamera, w taki sposób, aby z pewnym wyprzedzeniem przemieszczała się nad miejscem spawania. Dzięki temu robot może na bieżąco modyfikować trajektorię spawania.

Innym bardzo ważnym zadaniem, stawianym systemom wizyjnym w aplikacjach spawania, jest kontrola jakości. Czujniki wizyjne mogą analizować kształt i wysokość spawów oraz ich

Fot. ASTOR

Zrobotyzowane spawanie Wymagania, jakie stawiają nowoczesne aplikacje zrobotyzowanego spawania, powodują nieustanny rozwój układów, dostarczających informacji robotom na temat miejsca spawania oraz jakości

Robot Kawasaki FA006E, wyposażony w laserowe czujniki, wyszukujące rowek spawalniczy

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

35

TEMAT NUMERU SYSTEMY WIZYJNE, WIDZENIE MASZYNOWE

ciągłość. Realizowane są również aplikacje, w których czujniki wizyjne obserwują bezpośrednio jeziorko spawalnicze (roztopiony materiał) i – na podstawie wielkości i kształtu – weryfikują poprawność procesu w trakcje jego realizacji.

Kamera 3D w przemyśle spożywczym Typowymi zastosowaniami systemów wizyjnych 2D są kontrola kompletności, wykrywanie nietypowych elementów (ciał obcych), lub szybkie rozpoznawanie daty przydatności produktów w ruchu (np. znajdujących się na podajniku). System , współpracujący z robotem Kawasaki, przejmuje zadania ludzkiego

oka i ocenia wyniki pracy, zgodnie z wymogami i standardami producenta, lub zbiera, analizuje i przesyła dane potrzebne do realizacji zadania przez robota. Dzięki stereowizyjnemu systemowi kamer uzyskuje się pomiar wymiarów, które dalej są zestawiane z obrazem.

Dzięki temu dla każdego punktu kolorowego obrazu możliwe jest określenie informacji o położeniu (głębokości) tego punktu w trójwymiarowej przestrzeni.

Największą zaletą zrobotyzowanych aplikacji, w porównaniu do standardowych systemów 2D, jest ilość pobieranych danych, na podstawie których roboty Kawasaki mogą realizować zadania. Z systemem 3D możliwe staje

się określenie wysokości, objętości czy nachylenia powierzchni. Przykładem wykorzystania systemu wizyjnego 3D w przemyśle spożywczym jest aplikacja zrobotyzowanego obrabiania mięsa.

Przycinana jest krawędź z tłuszczem z prawie metrowego kawałka mięsa.

Robot uzyskuje dokładne położenie produktu i kąt ustawienia oraz głębokość cięcia używanego noża i odcina krawędź z tłuszczem, właśnie w oparciu o system 3D. Dane te są bardzo ważne do ustalenia dokładnej linii cięcia, która zależna jest od ilości i rozłożenia tłuszczu w danej porcji. Wszystko to odbywa się przy prędkości podajnika 240 mm/s, z zachowaniem precyzji i najwyższego stopnia higieny.

Wielkim plusem tego rozwiązania jest to, że klient nie musi uczyć się funkcjonowania skomplikowanych rozwiązań 3D, ponieważ jako baza służy mu obraz 2D, w którym może on zmieniać lub ustawiać wszystkie niezbędne parametry.

Podsumowanie Dodatkowe nakłady na wyposażenie stanowiska zrobotyzowanego w system wizyjny zwracają się dzięki oszczędności kosztów zakupu pozostałych czujników oraz dzięki pozycjonowaniu elementów, łatwiejszemu programowaniu i możliwości jednoczesnej realizacji dodatkowych zadań na stanowisku (inspekcja, sortowanie, kontrola jakości). Poprawia się też niezawodność linii i jakości produktów dostarczanych odbiorcom.

Firma ASTOR, dystrybutor robotów przemysłowych Kawasaki i Epson w Polsce, oferuje zrobotyzowane rozwiązania, zbudowane ze sprawdzonych i niezawodnych japońskich robotów przemysłowych.

W artykule wykorzystano materiały referencyjne firmy ASTOR z aplikacji pracujących w firmach: IBP, Alois i Boshart.

Paweł Handzlik menadżer ds. robotyzacji ASTOR ul. Smoleńsk 29, 31-112 Kraków tel. 12 428 00 68, fax 12 428 63 09 e-mail: pawel.handzlik@astor.com.pl www.astor.com.pl

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

36

Czytnik kodów OPC120P firmy PEPPERL+FUCHS Nowy czytnik OPC120P to najlepsze rozwiązanie do skanowania kodów jedno- i dwuwymiarowych z powierzchni odblaskowych oraz do aplikacji, gdzie wymagana jest duża szybkość odczytu.

OPC120P firmy Pepperl+Fuchs wyposażono w unikatowe oświetlenie filtra polaryzacyjnego, co pozwala na odczytywanie kodów z powierzchni o dużym współczynniku odbicia światła. Dobrze sprawdza się przy odczycie z powierzchni zakrzywionych, metalowych, plastikowych lub z PCB. Duża głębia ostrości umożliwia niezawodne odczytywanie kodów z dużych odległości, bez konieczności dokonywania regulacji mechanicznych, czy zmian parametrów. Czytnik OPC120P sprawdzi się idealnie w szerokim zakresie zastosowań.

Duża szybkość odczytu Dzięki szybkości skanowania równej 10 m/s i możliwości wykonywania do 100 odczytów na sekundę, urządzenie doskonale nadaje się do zastosowań, gdzie wymagana jest wysoka

wydajność. Ponadto zaawansowane możliwości czynią z tego czytnika naprawdę wyjątkowe urządzenie. Przykładem są obsługa wejścia enkodera obrotowego do odczytów synchronicznych oraz odczytywanie kodów kreskowych o długości do 200 mm, poprzez rejestrowanie wielu obrazów częściowych.

Dodatkowe funkcje Pepperl+Fuchs OPC120P ma też wiele przydatnych funkcji dodatkowych. Jedną z nich jest wykrywanie obecności druku, co pozwala sprawdzić prawidłowe położenie danych produkcyjnych, numerów seryjnych i szczegółów dotyczących dat ważności. Natomiast funkcja porównywania znaków firmowych sprawdza obecność i prawidłowe położenie znaków firmowych. Tymczasem w trybie wielu

Duża głębia ostrości umożliwia niezawodne odczytywanie kodów o wielu rozmiarach, z różnych odległości i kątów.

Dostępna jest też funkcja wykrywania i porównywania znaków firmowych lub ciągów znaków, a wejście enkodera obrotowego umożliwia opóźnienie wyzwalania

PEPPERL+FUCHS ul. Marsa 56B 04-242 Warszawa tel. 22 256 97 70 Pepperl+Fuchs OPC120P pozwala na niezawodne odczytywanie kodów 1D lub 2D, nawet z powierzchni o dużym współczynniku odbicia światła. Cechuje się wysoką szybkością odczytywania kodów, nawet do 10 m/s i 100 odczytów/s

Promocja

fax 22 256 97 73 e-mail: info@pl.pepperl-fuchs.com www.pepperl-fuchs.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

37

Fot. Pepperl+Fuchs

Fot. ASTOR, Pepperl+Fuchs

okien, zakres odczytu dzielony jest na cztery pola, które są wykrywane i odczytywane oddzielnie. Jednocześnie można odczytać i porównać kody oraz sprawdzić obecność druku i znaków firmowych.

APLIKACJE PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY

Zintegrowany w specjalnej obudowie czujnik musi skontrolować obecność tekstu w ciągu 25 milisekund

Popychacz odrzuca butelki bez oznaczeń

Wszechstronność w branży browarniczej Skuteczna kontrola jakości dzięki czujnikom wizyjnym

producenci potrzebują uniwersalnych czujników, których wszechstronność umożliwiłaby łatwą i efektywną realizację zróżnicowanych zadań kontrolnych.

Czujniki wizyjne BVS-E firmy Balluff, wyposażone w zintegrowane oświetlenie oraz w trzy wyjścia cyfrowe, wychodzą naprzeciw takim wymaganiom.

38

Promocja

Czujniki BVS-E mogą w trakcie jednej inspekcji nie tylko weryfikować wiele charakterystycznych cech, ale jednocześnie wykonywać różne zadania, takie jak odczytywanie kodów, zliczanie krawędzi, porównywanie kontrastu, wzorców i położenia. Wszechstronność tych podzespołów przekonała osoby odpowiadające za sprawy techniczne w browarze Warsteiner. Czujniki były w browarze potrzebne po procesie napełniania, kiedy w ramach kompleksowej kontroli jakości weryfikowano obecność etykiet na beczkach, poprawność tekstu na etykietach butelek oraz jakość opakowań sześciopaków.

jak Herforder i Paderborner. Głównym podmiotem grupy jest firma Warsteiner Brauerei Haus Cramer, założona w 1753 r. w miejscowości Warstein w pobliżu Soest i produkująca piwo Warsteiner Premium Verum. Zakład zajmuje imponujący obszar, odpowiadający powierzchni około 66 boisk do piłki nożnej. To w tym miejscu każdego dnia organizuje się wysyłkę towarów do klientów. Realizacja zamówień wymaga użycia 4 tys. palet, które po załadunku transportuje się 200 ciężarówkami.

O browarze

Na linii napełniającej butelki o pojemności 0,5 l stosuje się szybki laser do wypalania daty przydatności, godziny w danym dniu i kodu maszyny na etykietach, przymocowanych do tylnej strony butelek. Czujnik wizyjny służy do kontrolowania tych oznaczeń na każdej butelce. Inspekcja jest realizowana za pomocą tzw. funkcji zliczania krawędzi. W razie braku daty przydatności produkt nie może być przekazany do sprzedaży. Kamerę wyzwala czujnik

Grupa Warsteiner zatrudnia 2,3 tys. pracowników. W 2012 r. osiągnięto wolumen sprzedaży równy 4,56 mln hektolitrów i dochód rzędu 530 mln euro, dzięki czemu firma stała się jednym z czołowych, prywatnych browarów w Niemczech. Zarządzane rodzinnie przedsiębiorstwo składa się obecnie ze 120 spółek, zlokalizowanych na całym świecie, a w jego portfolio jest kilka znanych marek, takich

Sprawdzanie oznaczeń w szybkim procesie produkcyjnym

Fot. Balluff

Praktycznie w każdej branży

Fot. Balluff

Aktualny obraz w obszarze detekcji, widziany na monitorze w interfejsie użytkownika oprogramowania ConVIS

fotoelektryczny. Wykrywa on pręty elementów centrujących, które prowadzą butelki przez system.

– Butelki przemieszczają się bardzo szybko. W ciągu godziny przez system przechodzi nawet 55 tysięcy butelek. Z tego wynika, że czujnik ma 25 milisekund na sprawdzenie butelki, przy prędkości 16 butelek na sekundę. Czujnik wizyjny BVS bez problemu radzi sobie z tym zadaniem. Zastosowaliśmy w tej aplikacji dodatkowy oświetlacz pierścieniowy, w niedużej obudowie serii VA, z soczewkami Fresnela. Dzięki temu moc zintegrowanego oświetlenia jest większa i bardziej skoncentrowana – wyjaśnia szczególne wyzwania, jakie występują w procesie produkcji, Andreas Zydek, który jako konsultant zarządzający firmy BHV Automation doradzał producentowi napojów w zakresie projektowania systemu.

Jeśli wykryty zostanie brak oznaczenia na etykiecie, czujnik generuje sygnał błędu. Zostaje on przekazany przez sterownik do rejestru przesuwnego. Gdy wadliwa butelka dotrze do popychacza, zostanie oddzielona od pozostałych butelek, przez zmianę kierunku i odrzucenie.

Aby spełnić specjalne wymagania browaru, czujnik i oświetlenie zostały dodatkowo zintegrowane w szczelnym korpusie instalacji V2A, ze szklanym panelem, który ułatwia czyszczenie systemu przy użyciu dużej ilości wody i detergentów.

Konfiguracja czujnika za pomocą oprogramowania ConVIS trwa bardzo krótko, o czym przekonali się już Andreas Zydek z firmy BHV (z prawej) oraz Rainer Ifland z browaru Warsteiner

Łatwa konfiguracja Konfiguracja czujnika nie wymaga żadnej wiedzy z zakresu programowania ani skomplikowanego szkolenia. Wytrzymały, zaawansowany technicznie czujnik jest łatwy w obsłudze dzięki dołączonemu oprogramowaniu ConVIS, o intuicyjnym interfejsie użytkownika.

– Po podłączeniu czujnika do laptopa z systemem Windows, poprzez zintegrowane złącze Ethernet, można zobaczyć bieżący obraz obszaru detekcji na monitorze. Musimy tylko wybrać potrzebne narzędzia i sekcje obrazu.

Po wykonaniu tych prostych czynności czujnik jest gotowy do pracy – wyjaśnia Rainer Ifland, lider zespołu inżynierii elektrycznej w dziale konserwacji browaru Warsteiner.

Określenie prawidłowych wartości progowych dla każdego narzędzia jest łatwe: czerwone i zielone wskaźniki sygnalizują prawidłowe ustawienie jeszcze przed przełączeniem do trybu roboczego. Od tego momentu czujniki będą pracować w pełni autonomicznie — jako niezależne urządzenia. Szczególnie przydatną właściwością jest możliwość zapisania przez użytkownika, bezpośrednio w czujniku, do 20 konfiguracji.

Dotyczy to także drugiego modelu czujnika, BVS-E Ident, który został zaprojektowany specjalnie do odczytywania i detekcji kodów 1D (kody kreskowe) lub 2D (kody DataMatrix). Ten czujnik można stosować do detekcji

standardowych kodów, a także jako niezawodne narzędzie do weryfikacji tekstów i sekwencji numerów.

Monitorowanie obecności za pomocą kodu DataMatrix To rozwiązanie jest stosowane w browarze Warsteiner w systemach etykietowania 30- i 50-litrowych beczek wielokrotnego użytku, wykonanych ze stali nierdzewnej. W trakcie kompleksowej inspekcji następuje kontrola obecności etykiety na korku zamykającym, w górnej części beczki. Etykieta zawiera informacje w formie zwykłego tekstu na temat typu piwa, daty napełnienia i daty przydatności, a dodatkowo może też zawierać uzupełniające dane, takie jak numer serii i jej wielkość.

Warto mieć na uwadze, że to nie tekst jest odczytywany, a raczej dodatkowy kod 2D, wydrukowany na etykiecie. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie szybkiego i dokładnego procesu detekcji. To bardzo ważne, ponieważ linia napełnia tysiąc beczek w ciągu godziny, w dwuzmianowym systemie pracy. Jeśli dane z odczytanego kodu są potrzebne w dalszym etapie produkcji (nie dotyczy to przedstawionego procesu), można je przesłać za pomocą interfejsu RS-232 lub Ethernet.

Proces detekcji w linii etykietującej można wyjaśnić w prosty sposób: przenośnik taśmowy transportuje beczki tak, aby były umieszczone na środku taśmy. Dlatego zabezpieczające korki na uszczelniającym zamknięciu beczki

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

39

APLIKACJE PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY

Czujnik wizyjny odczytuje kod DataMatrix, sprawdzając obecność etykiety

znajdują się zawsze w tej samej pozycji pod drukarką. Gdy czujnik wykryje obecność beczki, podajnik drukujący etykiety w odpowiednim czasie drukuje nową etykietę, która następnie jest mocowana do korka zabezpieczającego na beczce przez moduł pneumatyczny. Czujnik wizyjny zamontowany na ramie drukującej automatycznie dokonuje aktualizacji, jeśli wystąpi zmiana typu. Gdy moduł pneumatyczny powróci do położenia początkowego, następuje emisja sygnału. W odpowiedzi na sygnał czujnik najpierw informuje o swojej gotowości do pracy za pomocą sygnału „OK”, zapewniając w ten sposób efektywność kontroli linii produkcyjnej. Jeśli stwierdzono obecność etykiety, czujnik potwierdza ten fakt za pomocą drugiego sygnału „OK” na drugim wyjściu cyfrowym, po odczytaniu kodu DataMatrix. Beczki bez etykiet są bezzwłocznie odrzucane. Po inspekcji wizualnej są ponownie dostarczane do linii etykietującej.

Zydek, omawiając proces poszukiwania optymalnego rozwiązania.

Jeśli kod kreskowy zostanie uszkodzony, zabrudzony lub zawilgocony, często jego odczytanie jest utrudnione lub nawet niemożliwe. Natomiast w przypadku korzystania z kodów DataMatrix, po uszkodzeniu 25 proc. lub nawet większej części informacji, prawidłowe odczytanie danych jest nadal możliwe.

Warto dodać, że pozycja etykiety na korku zabezpieczającym może się nieznacznie zmieniać, a informacja musi być możliwa do odczytania niezależnie od położenia. Dla czujnika wizyjnego firmy Balluff, z funkcją detekcji w zakresie 360°, to zadanie nie jest żadnym wyzwaniem. Andreas Zydek, w oparciu o swoje doświadczenia, twierdzi, że czytniki laserowe z obrotową głowicą odczytującą lub drogie czytniki laserowe krzyżowe nie są rozsądną alternatywą dla określonych warunków roboczych. – Przy ich pomocy nie uzyskalibyśmy wymaganej szybkości odczytu – podkreśla przedstawiciel firmy BHV.

Specjalna obudowa zapewnia ochronę przed pyłem papierowym podczas inspekcji sześciopaków

opakowanie kartonowe nie wymaga użycia kleju i bazuje na specjalnym mechanizmie popychająco-ciągnącym, w którym karton jest automatycznie umieszczany wokół butelek z góry i od dołu. Trzy zakładki kartonowe są wzajemnie blokowane w taki sposób, że butelki można bezpiecznie transportować po podniesieniu. Także tutaj browar Warsteiner zastosował czujniki wizyjne firmy Balluff, w celu skontrolowania prawidłowości zamocowania blokad kartonowych w dolnej części opakowania. Zakładki o półksiężycowym kształcie zadrukowano czarnym kolorem, dzięki czemu zapewniają dobry kontrast w odniesieniu do pozostałej części opakowania. Ich szerokość jest kontrolowana w trzech pozycjach. Nawet jeśli tylko jedna zakładka blokująca jest wadliwa, następuje odrzucenie sześciopaku. Czujnik jest aktywowany przez krawędzie sześciopaku, natychmiast po ich wykryciu przez czujniki światłowodowe.

Rozważane alternatywy

40

Łatwa kontrola opakowań Znaleziono także inteligentne rozwiązanie do trzeciego zadania, realizowanego w procesie produkcji w browarze Warsteiner: zestawy sześciu butelek, po napełnieniu, są grupowane w celu uformowania sześciopaku. Opatentowane

BALLUFF Sp. z o.o. ul. Muchoborska 16, 54-424 Wrocław tel. 71 338 49 29. fax 71 338 49 30 e-mail: balluff@balluff.pl www.balluff.pl www.warsteiner.de www.bhv-automation.de

Fot. Balluff

– Oczywiście braliśmy pod uwagę inny proces, przykładowo z wykorzystaniem kodów kreskowych. Jednak wysoką jakość odczytu w tym środowisku można uzyskać tylko dzięki stosowaniu kodu DataMatrix, w połączeniu z procesem przetwarzania obrazu – mówi Andreas

APLIKACJE PRZEMYSŁ KOSMETYCZNY I FARMACEUTYCZNY

Etykieciarki UNILOGO z kamerami OMRON Przykłady aplikacji systemu wizyjnego w branży kosmetycznej i farmaceutycznej

farmaceutycznej, chemicznej

opakowania np. o podstawie trójkąta i wykonanych z różnorodnych materiałów (szkło, PET, PE, HDPE). Dzięki zaawansowanemu systemowi silników serwonapędowych, umożliwiających dowolne ustawienie pozycji kątowej opakowania, mamy możliwość naklejenia etykiety praktycznie w każdym miejscu na obwodzie opakowania. Maszyna jest w stanie nałożyć do czterech etykiet w jednym cyklu.

i spożywczej, stosuje nowoczesne

Duża wydajność

do etykietowania nietypowych opakowań. Ze względu na wysokie wymagania swoich klientów z branży kosmetycznej,

kamery firmy Omron Electronics, które umożliwiają poprawne naklejanie etykiet nawet na bardzo kolorowych i nieregularnych opakowaniach.

Etykieciarka DecoRotary Jedną z najbardziej wymagających aplikacji, stworzonych przez firmy Omron Electronics oraz Unilogo, jest etykieciarka DecoRotary, będąca karuzelowym urządzeniem do etykietowania opakowań o skomplikowanych kształtach. Umożliwia nakładanie etykiet na

42

Promocja

Kolejną ważną cechą urządzenia jest praca bez przerw, 24 godziny na dobę, przez 7 dni w tygodniu. Eliminuje to przestoje produkcyjne oraz zapewnia bardzo wysoką wydajność – do 200 etykiet na minutę. W efekcie, z uwagi na swoje cechy, omawiane urządzenie jest najczęściej wybierane wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z trudnym opakowaniem oraz potrzebą dużej wydajności etykietowania.

W przypadku etykieciarki DecoRotary, firma stanęła przed dużym wyzwaniem, zarówno z uwagi na wymagania samego urządzenia (praca non-stop i duża precyzja), jak i na specyfikę etykietowanego produktu. Urządzenie etykietuje m.in. lakiery do paznokci, sprzedawane w niekonwencjonalnym opakowaniu (kształt klepsydry) i zawierające płyny o szerokiej gamie kolorystycznej – ponad 70 kolorów, z czego około 25 kolorów stanowiły lakiery

brokatowe. Kamera FZ4 firmy Omron, umieszczona na wejściowej gwieździe karuzeli, została wykorzystana do spozycjonowania opakowania względem nakrętki, pomimo różnorodności kolorów lakierów.

Algorytmy przetwarzania obrazu Znacznikiem, według którego urządzenie pozycjonuje produkt jest logo w kształcie litery „E“, umieszczone na zakrętce w jednym z 70 kolorów. Za każdym razem kamera robi zdjęcie opakowania, precyzyjnie ustalając, odchylenie znacznika względem zapisanego wzorca, a następnie przesyła do sterownika informacje, jak ustawić talerzyk w stosunku do wzorca. Specyfika produktu stanowi tutaj dodatkowe wyzwanie: jest to niewielkie opakowanie o nieregularnym kształcie i różnorodnych kolorach.

Szczególnie trudne w obsłudze są kolory z zawartością brokatu, gdyż powoduje on powstawanie refleksów w wyniku odbicia światła oświetlacza, w efekcie czego kamera rejestruje rozmazany obraz.

Jednak dzięki systemowi filtrów programowych udaje się wyeliminować rozbłyski, zapewniając powtarzalny kontrast, co w połączeniu z metodą wyszukiwania Shape Search II pozwala każdorazowo zidentyfikować znacznik.

Efekt końcowy Zaletą zastosowanego systemu wizyjnego jest jego szybkie działanie i precyzja.

Fot. Omron Electronics

Firma Unilogo projektuje maszyny

dzięki któremu każdy kolor (wzorzec) może być osobno zaprogramowany.

Etykieciarka Duo Roto Pharma

W zależności od koloru opakowania, rodzaju brokatu i liczby użytych filtrów obrazu, kamera działała w zakresie 20–70 ms, co gwarantuje wydajność 200 sztuk na minutę. Kluczową cechą jest także wielozadaniowość aplikacji. Kamera robi zdjęcie, porównuje je ze wzorcem, podaje położenie kątowe i eliminuje zakłócenia wywołane przez brokat, czyli wykonuje kilka operacji jednocześnie z wyjątkową precyzją. Warto też wspomnieć o banku kolorów (około 100 odcieni),

Kolejną ciekawą aplikacją, jaka powstała we współpracy firm Omron Electronics oraz Unilogo, tym razem przeznaczoną do branży farmaceutycznej, jest urządzenie Duo Roto Pharma, przystosowane do etykietowania po obwodzie okrągłych opakowań, np. fiolek i ampułek. W tym przypadku wykorzystana została kamera FZ firmy Omron, z oprogramowaniem FlexXpect Pharma, która w połączeniu z układem drukującym (drukarką termotransferową) i skanerem farma-kodów, stanowi integralną część bardzo precyzyjnego i restrykcyjnego systemu drukująco-weryfikacyjnego.

Sposób działania Kamera wykonuje zdjęcie nadruku, które jest dla niej punktem odniesienia. W panelu HMI operator wybiera zakres pola, którego kamera ma się nauczyć oraz określa, jaki filtr ma zostać użyty do obróbki obrazu i co ma podlegać weryfikacji, np. poszczególne znaki lub dodatkowo kody dwuwymiarowe itp.

Przy weryfikacji zapisu alfanumerycznego istnieje możliwość skorzystania ze słownika, tzn. oprócz zdjęcia jako wzorca można „nauczyć” kamerę poszczególnych znaków, tak aby nie myliła np. cyfr 9 i 3.

Dlaczego Omron?

Firma Unilogo wybrała systemy wizyjne Omron, ponieważ poszukiwała rozwiązań, które sprostają wymaganiom projektów pod względem jakości i wydajności. Ponadto specyfika branż, dla których projektuje firma Unilogo, wiąże się z koniecznością gwarancji 100-proc. kontroli jakości realizowanych procesów.

Doświadczenie obydwu firm pozwala w efekcie uzyskać większą pewność procesu, wydajność i precyzję, w porównaniu z działaniem tradycyjnych czujników wizyjnych, działających na zasadzie porównywania całych obrazów.

OMRON ELECTRONICS Sp. z o.o. ul. Cybernetyki 7A, 02-677 Warszawa tel. 22 458 66 66, fax 22 458 66 60 e-mail: info.pl@eu.omron.com www.industrial.omron.pl

REKLAMA

Skorzystaj z ostatnich dni promocji Kompaktowe sterowniki CP1E-N • • • • •

seria ekonomicznych sterowników PLC idealne do automatyzacji niewielkich maszyn łatwy montaż szybki port USB możliwość programowania w schemacie drabinkowym • programowanie za pomocą CX-Programmer Teraz – kompaktowe sterowniki CP1E-N w atrakcyjnej cenie niższej o 20 %! tańSzE aż o

Fot. Omron Electronics

20%! industrial.omron.pl/sezon

Skontaktuj się z nami, aby dowiedzieć się więcej: +48 22 458 6666 info.pl@eu.omron.com

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

43

ROZMOWA PAR

Rozmowa z Piotrem Glinką, prezesem firmy Turck Polska.

Turck rozpoczynał działalność na terenie Niemiec jako kilkuosobowa firma, produkująca czujniki indukcyjne. Dziś jest dostawcą kompleksowych rozwiązań z zakresu automatyki przemysłowej. Co zadecydowało o przejściu z wąskiej specjalizacji na oferowanie całościowych rozwiązań do komunikacji? Czy w przyszłości Turck planuje być dostawcą kompletnych systemów sterowania?

W przyszłym roku minie 50 lat od wyprodukowania pierwszej serii czujników indukcyjnych przez dwóch braci: Wernera i Hansa Turck. Od tego czasu wiele

44

się zmieniło: kilkuosobowa załoga rozrosła się do prawie czterech tysięcy pracowników, zatrudnionych w 38 spółkach własnych rozlokowanych na całym świecie.

Ponieważ sam jestem młodszy niż firma, więc początki znam tylko z opowieści samych założycieli. Mówimy o latach 60. i 70. ubiegłego stulecia, bez komputerów, Internetu i telefonów komórkowych. W tamtych czasach naprawdę liczyło się wizjonerstwo i charyzma w podejmowaniu decyzji, dzięki którym jedne firmy rozrastały się, a inne do dziś pozostały niszowym producentem często bardzo wysokiej jakości urządzeń. W naszej firmie 82-letni dzisiaj Werner Turck od początku był odpowiedzialny za sprawę produkcji, zaś 90-letni dziś Hans budował struktury sprzedaży najpierw w Niemczech,

a potem kolejno w innych krajach Europy i na innych kontynentach.

Myślę, że kluczową i naprawdę pionierską decyzją było otwarcie już w połowie lat 70. oddziału w USA. Dzisiaj rynek ten generuje nam ponad 200 milionów dolarów przychodów, a w zakresie czujników i okablowania jesteśmy niekwestionowanym liderem na tym rynku. Jednak zmierzając do puenty Pani pytania: myślę, że firmie przez wszystkie te lata udawało się odpowiadać na zapotrzebowania rynku, a w wielu przypadkach być ojcem nowych, ciekawych rozwiązań w zakresie szeroko pojętych elementów automatyki. Oferta rozrastała się z czasem o kolejne rodzaje czujników, okablowania, pasywne boksy, potem przyszedł czas rozwiązań sieciowych i przemysłowego zastosowania systemów RFID, po

Fot. Turck

Myśl globalnie, ale pracuj lokalnie

W przyszłości z pewnością dużym wyzwaniem będzie dla nas wykorzystanie postępującej globalizacji i dopasowanie się do potrzeb pokolenia Internetu.

własne panele HMI z opcją zaimplementowanego prostego sterownika. Czy będziemy dostawcą kompletnych systemów sterowania? Czas pokaże.

Fot. Turck

Firma Turck była jednym z pierwszych producentów oferujących już w latach 80. komponenty do pracy w strefach zagrożonych wybuchem na skalę przemysłową, jednak zaczęły one być popularyzowane dopiero w ostatnich 10 latach. Z czego to wynikało?

Jeśli dobrze pamiętam, separatory iskrobezpieczne zaczęliśmy produkować już w 1978 r. Trzeba pamiętać, że to były inne czasy, a my sami żyliśmy w całkiem innym ustroju, który wrogo patrzył na wszystko, co pochodziło z Europy Zachodniej. Zakupy za granicą realizowały wyłącznie Agencje Handlu Zagranicznego, a dodatkowo każdy kraj wymagał własnej certyfikacji urządzeń.

Z moich informacji wynika, że pierwsza zaryzykowała w 1982 roku firma z angielskim rodowodem, przy czym wydatnie pomógł im profesor Jerzy Frączek, który był tam wtedy na stażu, a drugą firmą, w roku 1986, była firma z niemieckim rodowodem. Te dwie firmy miały praktycznie monopol na tego typu produkty do czasu naszego przystąpienia do Unii Europejskiej.

Ten fakt, w połączeniu z wprowadzeniem dyrektywy ATEX 100a, która nadała takie same prawa wszystkim jednostkom notyfikowanym na terenie UE w zakresie certyfikacji, pozwoliły rozwinąć skrzydła innym producentom.

Nieskromnie powiem, że nam udało się te nowe uwarunkowania wykorzystać i dzisiaj w zakresie dostaw separatorów na polski rynek jesteśmy bardzo znaczącym graczem. Cieszy również fakt, że polskie firmy coraz bardziej otwierają się na rozwiązania sieciowe przeznaczone do stref Ex. Oferta Turck obejmuje także produkty z zakresu RFID i urządzenia do

komunikacji bezprzewodowej, która jest dziś coraz szerzej stosowana. Jak widzi Pan jej rozwój w najbliższych latach? W jakich nowych branżach może ona jeszcze znaleźć zastosowanie i co może przekonać odbiorców do wdrożenia tego nie najtańszego przecież rozwiązania?

Technologie mają to do siebie, że z czasem, kiedy koszty wdrożenia się zamortyzują, stają się coraz tańsze i w ten sposób dostępne coraz szerszej rzeszy użytkowników. Zacznijmy od systemów identyfikacji RFID. Przez lata królowały kody kreskowe, które mają jednak dwa poważne mankamenty: po pierwsze naklejki bardzo łatwo ulegają zniszczeniu, a po drugie można je tylko czytać. Tagi stosowane w systemach RFID umożliwiają również zapisywanie do nich na bieżąco ważnych informacji. Sam system ma już naprawdę sporo lat, ale dopiero dzisiaj doczekał się szerokiego zastosowania i moim zdaniem ma przed sobą naprawdę wielką przyszłość.

Zaczęło się od przemysłu motoryzacyjnego. Dzisiaj, kiedy idziemy do salonu zamawiać swój nowy samochód i przebieramy w setkach opcji dodatkowych, w końcu mówimy sprzedawcy: tak to jest konfiguracja, którą chcę mieć. W skrócie można powiedzieć, że wszystko, co wybraliśmy jest wpisywane w tag na produkcji, a system RFID pilnuje, aby efekt końcowy gwarantował wszystko, co wybraliśmy i dodatkowo umożliwia kontrolę jakości na każdym etapie produkcji.

Dzisiaj nie ma już prawie branży, która nie korzystałaby z tego typu rozwiązań. Koszt nadal jest spory, ale przy masowej produkcji, z jaką mamy dzisiaj do czynienia, to wpływ na tempo produkcji, a przede wszystkim kontrola jakości w jej trakcie przyczyniają się do wyboru tego typu rozwiązań. Spójrzmy chociażby na ubojnie czy producentów posiłków dla naszych milusińskich.

Produkcja „idzie” i jeśli w jej trakcie

z laboratorium mamy sygnały o niewystarczającej jakości półproduktów, możemy dzięki systemowi RFID wyselekcjonować w magazynie palety z gotowym produktem, które muszą zostać zutylizowane. Tylko na przykładzie naszego polskiego podwórka wspomnę, że oprócz wielu wdrożeń w motoryzacji mamy zrealizowaną aplikację w magazynie plantatora marchewki (identyfikacja tysięcy skrzynek), w nowej fabryce firmy BASF (kontrola drogich pierwiastków wprowadzanych do katalizatorów) czy – najświeższa aplikacja – w zakładach chemicznych w Oświęcimiu.

Moim zdaniem system RFID może znaleźć zastosowanie we wszystkich branżach. Nowością jest zastosowanie go do organizowania gospodarki środkami trwałymi w firmach z kontrolą nad okresowymi przeglądami. Podsumowując: moim zdaniem to rozbudowane funkcje kontroli jakości systemów RFID będą czynnikiem przeważającym u klientów w zakresie decyzji o ich zastosowaniu.

Które momenty w rozwoju firmy uważa Pan za przełomowe?

Firma ma ponad 50 lat, a ja jestem z nią związany od lat 18. Nie do końca jestem więc w stanie odpowiedzieć na to pytanie. Przytoczę jeden fakt, który dla mnie jest potwierdzeniem wizjonerstwa, jakim jest obdarzony Werner Turck. Dzień po zjednoczeniu Niemiec bracia Turck wykupili zakład produkujący czujniki w miejscowości Beierfeld na terenie byłej NRD. W ciągu roku uruchomili nowoczesną firmę o powierzchni 9000 m2, która zajęła się produkcją nowatorskich na te czasy czujników z serii uprox. Osiem lat później, w roku 2000, Werner Turck podjął decyzję o dobudowaniu w tym miejscu dodatkowych 12 000 m2.

W roku 2001 zwiedziłem gotowy budynek. Miałem wtedy 30 lat i czynnie grałem w piłkę nożną. Budynek był

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

45

ROZMOWA PAR

W historii firmy Turck można znaleźć polskie ślady. Czy może Pan przybliżyć szczegóły, które łączą firmę z Polską?

Jest to związane z losami samej rodziny Turck. Otóż po I wojnie światowej rodzice Hansa i Wernera postanowili zaryzykować i nabyli w latach 20. ubiegłego stulecia ziemię w okolicach Tarnowa Podgórnego. Pozostali tam do roku 1945, kiedy nowa konfiguracja polityczna zmusiła ich do opuszczenia domu. W międzyczasie na świat przyszło dziewięcioro potomstwa, a najstarsze z nich – Hans Turck – do dzisiaj posługuje się płynnie językiem polskim.

Historia firmy Turck na polskim rynku jest stosunkowo krótka. Z czego wynikła decyzja o otwarciu oddziału w Polsce dopiero po roku 2001? Co zadecydowało o lokalizacji firmy w Opolu?

Podobno rozważane były również inne miasta, w tym Warszawa?

Tak, to prawda, że w porównaniu z częścią naszych konkurentów nasz bezpośredni oddział w Polsce otworzyliśmy stosunkowo późno. Trzeba jednak dodać, że takie próby były podejmowane już wcześniej, a szczególne zasługi miał w tym Hans Turck. Już pod koniec lat 80. przejechał nasz kraj w poszukiwaniu punktu zaczepnego.

Do dzisiaj wspomina, że nie rozumiał komunistycznej przerwy między godziną 13.00 i 14.00, szczególnie w przypadku szaletów miejskich!... Co więcej, lądując w Gdańsku był zmuszony

46

jechać taksówką przez całą Polskę, ponieważ samolot powrotny odlatywał z południa naszego kraju. To były jednak inne czasy. Tak czy inaczej duże znaczenie miała biegła znajomość języka polskiego u Hansa.

Na początku lat 90. opolska firma Projekt została przedstawicielem firmy Turck. Tam, w roku 1996, pojawiłem się ja, jako świeży absolwent Politechniki Opolskiej. Po kilku latach firma Turck postanowiła, że dla dalszego rozwoju na polskim rynku potrzebuje własnego oddziału. Misję jego utworzenia powierzono mojej osobie. Podjąłem wyzwanie, ale pokusy wyprowadzenia się do Warszawy albo do bliskiego sercom założycieli Poznania zgasiłem na samym początku. Dla mnie w grę wchodziło tylko moje Opole i dzisiaj mogę powiedzieć, że patrząc na rozłożenie ważnych dla nas gałęzi przemysłu była to słuszna decyzja.

Czy model działania Turck w Polsce znacznie różni się od przyjętych w innych krajach europejskich? A jak wypada porównanie ze Stanami Zjednoczonymi?

W odpowiedzi na to pytanie muszę przytoczyć slogan, który można znaleźć w naszych materiałach reklamowych: myśl globalnie, ale pracuj lokalnie. To motto realizujemy w naszej codziennej pracy. Można powiedzieć, że model pracy w Europie jest w założeniu bardzo podobny, ale w detalach dopasowany do lokalnych potrzeb i mentalności danej nacji. Najważniejsi dla nas klienci i strategiczne branże są obsługiwane przez naszych pracowników. W zakresie szeroko pojętego utrzymania ruchu współpracujemy z partnerami handlowymi.

Trochę inaczej wygląda to na rynku amerykańskim. Mimo sporych struktur własnych, większość biznesu tworzymy przy współpracy z partnerami handlowymi. Inna jest jednak definicja takiego partnera w USA niż Europie. Tam w zdecydowanej większości partnerzy, podobnie jak w Europie, oferują całe spektrum produktów, ale nie dublują swoich dostawców dla danej partii produktów, dzięki czemu do końca walczą o projekty z jednym producentem. U nas trudno o taką lojalność.

W jaki sposób jest zorganizowana sprzedaż produktów i rozwiązań Turck w Polsce? Jakiego rzędu obroty generuje działalność na naszym rynku?

Obszar kraju jest podzielony pomiędzy regionalnych sales managerów. Do dyspozycji naszych klientów jest również grupa product managerów w siedzibie firmy w Opolu. Generalnie organizacja sprzedaży jest podporządkowana naszej firmowej sieci. Właśnie wdrażamy nasz ogólnoświatowy CRM, a od roku 2016 firma Turck Polska zostanie włączona w firmowy system SAP. To pozwoli nam w przyszłości na lepszą współpracę z klientami, którzy również mają ogólnoświatową reprezentację, a także na lepsze wykorzystanie doświadczenia i sukcesów innych członków grupy w danym kraju. Patrząc na stan dzisiejszy, Turck Holding może pochwalić się skonsolidowanym obrotem na całym świecie na poziomie 470 milionów euro, a w samej Polsce nasze tegoroczne przychody powinny osiągnąć poziom 30 milionów złotych.

Jak dużą część klientów Turck stanowią użytkownicy końcowi, a jaką pozostali, w tym integratorzy systemów?

Integratorzy systemów i producenci maszyn to najważniejszy obszar naszej własnej aktywności. Trzeba uczestniczyć w projektach, aby w przyszłości klient końcowy szukał naszych urządzeń. Rok 2002 – nasz pierwszy rok handlowej działalności – zakończyliśmy obrotem na poziomie 2 milionów złotych, a odbiorcy finalni stanowili ponad 90 procent. Dzisiaj rozkłada się to praktycznie po połowie i myślę, że to dobry wynik.

Na ile widoczne na polskim rynku jest zainteresowanie produktami „szytymi na miarę”?

To bardzo ciekawy temat. Wspominałem już o jednej ze spółek naszej grupy, Turck Duotec, która dokładnie tym się zajmuje. „Szycie na miarę” okazało się strzałem w dziesiątkę na rynku niemieckim. Problem polega na tym, że nasz rynek dzieli od niemieckiego ogromna przepaść. Patrząc chociażby na branżę motoryzacyjną, tam produkuje się powtarzalnie potężne linie, a nasi producenci jak mantrę powtarzają, że każda z wyprodukowanych przez nich maszyn jest prototypowa. To zamyka drogę do rozmów na temat produktów „szytych na miarę”. Moim zdaniem to nadal w przypadku naszego kraju temat przyszłościowy.

Z jakimi największymi wyzwaniami mierzyliście się Państwo w codziennej działalności do tej pory i co będzie takim wyzwaniem w najbliższych latach?

Fot. Turck

całkowicie pusty, a ja przeliczałem go na liczbę pełnowymiarowych boisk do gry w piłkę. Obiekt był związany z nowym pomysłem Wernera Turck, aby produkować elektronikę i gotowe urządzenia, odpowiadające na specyficzne potrzeby klientów. Wtedy wydawało mi się, że zapełnienie tej powierzchni nigdy się nie uda. Jaki mamy stan na rok 2014? W międzyczasie zbudowaliśmy kolejną halę o powierzchni 13 500 m2 w mateczniku firmy w miejscowości Halver, a na początku lipca tego roku z pompą otworzyliśmy kolejne 12 000 m2 właśnie w miejscowości Beierfeld, z przeznaczeniem dla Turck Duotec, który produkuje elektronikę i gotowe urządzenia, zgodnie ze specyfikacją klienta. Dzisiaj ta właśnie firma generuje dużo wyższe przychody na rynku niemieckim niż nasza sprzedaż standardowych, katalogowanych elementów automatyki. Moim zdaniem to był niesamowity przełom.

Lokalnie, na krajowym rynku, największym wyzwaniem jest wciąż nadążanie za „radosną twórczością” urzędników tworzących u nas prawo. Ustawodawca narzuca na przedsiębiorców coraz więcej wymogów, które mają za zadanie udowadniać, że nie jesteśmy bandytami.

W przyszłości z pewnością dużym wyzwaniem będzie dla nas wykorzystanie postępującej globalizacji i dopasowanie się do potrzeb pokolenia Internetu.

Naukowcy zajmujący się tematem globalnej sieci przewidują, że w kolejnych pięciu latach około 40 procent wszelkiego typu transakcji będzie odbywać się w sieci. Problemem nie będzie stworzenie możliwości zakupu w sieci, bo to już dzisiaj jest możliwe, lecz dopasowanie modelu naszego działania opartego dzisiaj głównie na wizytach u klientów do potrzeb generacji, która będzie chciała spotykać się wyłącznie wirtualnie.

Fot. Turck

Czy Pana zdaniem branża automatyki wychodzi obronną ręką z widocznego w gospodarce spowolnienia? W jakich obszarach można liczyć na wzrost zamówień?

Przede wszystkim trzeba zwrócić uwagę na fakt, że produkcja maszyn czy całych linii to projekty trwające średnio sześć miesięcy i takie mniej więcej przesunięcie czasowe funkcjonuje w naszej branży. Kiedy wszyscy mówią o spowolnieniu czy kryzysie, branża realizuje otwarte projekty i ma się dobrze. Kiedy ekonomiści triumfalnie ogłaszają przyśpieszenie gospodarcze, my musimy poczekać, aż nowe pomysły inwestorów zostaną przemielone przez biura projektowe, a budowlańcy postawią hale, aby w ostatnim etapie ustawić tam nowe linie produkcyjne.

Moim zdaniem obecne spowolnienie odbije się również na nas, ale dopiero w przyszłym roku. Ten rok jest dla nas bardzo udany. Gdzie można spodziewać się wzrostu zamówień? Trudno powiedzieć. Z pewnością energetyka to branża, w której otwartych jest sporo dużych projektów, jednak dla nas zalicza się ona do niszowych.

Co liczy się dziś najbardziej podczas rywalizacji z innymi dostawcami o obsługę projektu?

Chciałbym powiedzieć, że jakość produktu i perfekcyjnie przygotowany doradca techniczny, będący w stanie przedstawić wszystkie zalety użytkowe, które zaprocentują u klienta w przyszłości. Niestety, nasz rynek zorientowany jest głównie na cenę, tu i teraz,

w momencie nabycia, bez przejmowania się tym, że cena i koszt, to dwa całkowicie różne pojęcia. Ważnym czynnikiem jest też dostępność. Klienci przeciągają etap decyzyjny, a potem oczekują dostaw niemal od ręki.

siedem miało zaawansowane plany inwestycyjne, związane z budową nowych hal produkcyjnych. To naprawdę budujące.

Rozmawiała

Widocznym w ostatnich latach trendem było przenoszenie inwestycji na wschód, w tym do Rosji i na Ukrainę.

Czy obecna sytuacja polityczna w tych krajach może sprawić, że wzrośnie zainteresowanie Polską, a tym samym skorzystają na tym dostawcy rozwiązań z zakresu automatyki przemysłowej działający na naszym rynku?

Przenoszenie inwestycji do Rosji było moim zdaniem związane głównie z chęcią zaistnienia koncernów na tym potężnym rynku oraz obejścia wysokich ceł, jakie Rosja wprowadziła na różne dobra, jak na przykład samochody. Dzisiaj takie koncerny, jak VW czy Ford mają tam swoje montownie, ale 90 procent części do tych samochodów jest nadal ściągane z fabryk kooperantów z terenu UE, w tym w dużej mierze z naszego kraju. Oba kraje kojarzone są głównie z eksploatacją złóż naturalnych. Obecna, nieciekawa sytuacja polityczna z pewnością nie pozostanie bez wpływu na polski przemysł. Embargo strony rosyjskiej mocno uderza w polskich producentów, co z pewnością negatywnie wpłynie na plany rozwoju firm, a co za tym idzie – wstrzyma inwestycje. Nie wierzę jednak, aby ta sytuacja miała wpływ na zwiększenie zainteresowania Polską przez zagranicznych inwestorów. W wielu przypadkach przegrywaliśmy i nadal przegrywamy walkę o duże inwestycje na własne życzenie.

Brak sieci dróg (chociaż dzięki organizacji Mistrzostw Europy w 2012 roku ten problem mocno nadrobiliśmy), zagmatwane prawo i przedłużające się procedury (na pozwolenie budowlane czeka się u nas średnio prawie półtora roku) powodują, że przegrywamy ze Słowacją, Czechami czy Węgrami.

Podsumowując, moim zdaniem dostawcy rozwiązań z zakresu automatyki przemysłowej nadal będą mieli sporo pracy na naszym krajowym rynku. Jeszcze wiele lat zajmie nam doganianie Europy Zachodniej w zakresie automatyzacji i robotyzacji przemysłu. Co istotne, firmy nie boją się inwestować. Dwa tygodnie temu spędziłem trzy dni odwiedzając firmy na Podkarpaciu. Proszę sobie wyobrazić, że na osiem odwiedzonych firm,

Urszula Chojnacka PAR

Piotr Glinka urodził się w 1971 r.

Jest absolwentem Technikum Elektrycznego w Opolu o specjalności Automatyka i Metrologia.

W 1996 r. został absolwentem Wydziału Elektrotechniki i Auto- matyki Politechniki Opolskiej.

W tym samym roku podjął pracę w opolskiej firmie Projekt, zajmującej się obrotem elementów szeroko pojętej elektrotechniki i automatyki z wiodącymi produktami firm Schneider Electric i Turck oraz produkcją szaf zasilających i sterowniczych. W Projekcie od początku był związany z działem handlowym i organizacją jego struktur terenowych, a w 2000 r. został kierownikiem działu sprzedaży. W 2001 r. podjął się zadania zbudowania od podstaw polskiego oddziału firmy Turck. Dzisiaj Turck Polska zatrudnia 30 osób i generuje przychody na poziomie 30 mln zł.

Prywatnie Piotr Glinka jest od 1999 r. szczęśliwie żonaty z Bernadetą. 10 lat temu rodzina powiększyła się o syna Michała, a trzy lata temu – o syna Kacpra.

Czas wolny prezes firmy Turck najchętniej przeznacza na dobrą książkę, dobry film lub ciekawe podróże, a jego hobby to tenis stołowy – nadal aktywnie gra w lidze, w LZS ODRA Kąty Opolskie.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

47

POMIARY CZUJNIKI I SYSTEMY POMIAROWE

Wzrost udziału robotów w procesach produkcyjnych, połączony ze wzrostem komplikacji procesów technologicznych, wykonywanych przez roboty, wymusza rozwój oprzyrządowania, umożliwiający realizację postawionych zadań. Akcesoria robota mają bardzo duży wpływ na jego wydajność, elastyczność i zakres stosowania, a najnowsze osiągnięcia w systemach szybkiej wymiany narzędzi, napędach oraz czujnikach wskazują na ogromny potencjał rozwoju osprzętu dla robotów.

Dotyk pod kontrolą Czujniki siły i momentu obrotowego firmy SCHUNK

Firma SCHUNK, lider w zakresie komponentów do automatyzacji produkcji, oferuje szeroką paletę produktów, przeznaczonych do wyposażenia robotów przemysłowych i laboratoryjnych. Elementy te umożliwiają tworzenie zarówno aplikacji standardowych, jak i specjalnych, nietypowych rozwiązań.

Czujniki w przemyśle i medycynie W ofercie firmy SCHUNK znajdują się m.in. czujniki siły i momentu, niezbędne w wielu procesach przemysłowych. Można nimi z wysoką precyzją kontrolować siłę i moment, jakimi robot oddziałuje na produkt.

Ma to bardzo duże znaczenie w czynnościach, takich jak montaż elementów, gradowanie, szlifowanie, polerowanie, zginanie i skręcanie,

48

Promocja

w aplikacjach przemysłowych.

Ponadto czujniki te umożliwiają zastosowanie robotów w rozwijającej się, zrobotyzowanej chirurgii, a także w robotyce serwisowej, w której roboty współpracują bezpośrednio z ludźmi.

protokoły komunikacyjne, tj. Ethernet, Ethernet/IP, DeviceNet i magistralę CAN. Może być też zdalnie sterowany przez sieć lokalną i konfigurowany przez interfejs www. W efekcie FTNet jest obecnie najbardziej wielofunkcyjnym czujnikiem siły i momentów, przeznaczonym do aplikacji w automatyce przemysłowej.

SCHUNK oferuje kilka typów sensorów FTNet, umożliwiających pomiar siły w zakresie od 12 N do 40 000 N i momentu w zakresie od 0,5 Nm do 6000 Nm.

Czujnik FTNet Szerokie zastosowanie w omawianych aplikacjach ma inteligentny czujnik siły i momentu FTNet, który mierzy z wysoką precyzją siłę i moment w sześciu osiach. Czujnik cechuje się dużą częstotliwością wysyłania danych, wynoszącą do 7000 Hz. Obsługuje cztery

SCHUNK Intec Sp. z o.o. ul. Puławska 40 A, 05-500 Piaseczno tel. 22 726 25 00, fax 22 726 25 25 e-mail: info@pl.schunk.com www.pl.schunk.com

CHWYTAKI I MANIPULATORY ROBOTYKA

Chwytak specjalny, zaprojektowany do przenoszenia muffinów

Chwytak specjalny do przenoszenia kiełbasek

Chwytak specjalny do przenoszenia herbatników

Certyfikowane produkty SCHUNK dla branży spożywczej Automatyzacja i robotyzacja procesów wdziera się mocno również do branży spożywczej. Stale rosnące wymagania w zakresie szybkości, elastyczności i efektywności produkcji, przy równoczesnym spełnieniu wysokich wymogów higieny, wymuszają usprawnianie procesów produkcyjnych i manipulacyjnych, z zachowaniem rygorystycznych norm dotyczących warunków otoczenia pracy.

rozwiązania specjalne, opracowane na indywidualne zamówienie klienta.

Firma SCHUNK jest w stanie zaoferować gotowy zespół chwytający wykonany pod konkretną aplikację. Jako dowód mogą posłużyć przykładowe realizacje, przygotowane do zastosowań w branży spożywczej, zaprezentowane na ilustracjach pokazanych w niniejszym artykule.

SCHUNK Intec Sp. z o.o.

Fot. SCHUNK

Wychodząc naprzeciw potrzebom swoich klientów, firma SCHUNK oferuje szeroki wachlarz produktów z certyfikatami, potwierdzającymi możliwość zastosowania urządzeń w pomieszczeniach czystych. SCHUNK oferuje nie

Dwa chwytaki spożywcze LMG 64 na płycie łączącej ze stali szlachetnej

Promocja

tylko rozwiązania standardowe, takie jak chwytaki LMG, wykonane ze stali nierdzewnej, w standardzie IP69K, lub model SG, z obudową z tworzywa, z certyfikatem FDA (Food and Drug Administration). Firma proponuje również

Chwytak SG z palcami ze stali nierdzewnej

ul. Puławska 40A 05-500 Piaseczno tel. 22 726 25 00 fax 22 726 25 25 e-mail: info@pl.schunk.com www.pl.schunk.com

Chwytak specjalny do przenoszenia serów

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

49

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY ZDALNEGO ODCZYTU I KONTROLI

Znaczniki RFID Przegląd transponderów RFID pod kątem zastosowań przemysłowych

Technologia RFID zdobywa popularność w przemyśle. Stanowi wygodny sposób automatyzacji pewnych obszarów zastosowań, zarówno w halach fabrycznych, jak i w logistyce. Ma dużą przewagę nad identyfikacją za pomocą kodów kreskowych czy dwuwymiarowych, graficznych, a do tego występuje w wielu odmianach, których specyfika predestynuje poszczególne rodzaje znaczników RFID do różnych aplikacji. W artykule przedstawiono przegląd dostępnych technologii oraz omówiono przykładowe rozwiązania, oferowane na polskim rynku.

50

Obszar stosowania znaczników RFID nawet dosłownie zależy od ich rodzaju.

Wynika to z faktu, że znaczniki wykonywane są w różnych standardach, które różnią się przede wszystkim częstotliwością radiową, na której możliwa jest komunikacja z czytnikami. Długość fal radiowych wpływa bezpośrednio na odległość, z jakiej możliwy jest odczyt znacznika oraz na interakcję z czytnikiem przez ściany lub inne bariery fizyczne. Bardzo duże znaczenie ma też podział znaczników na aktywne i pasywne. Te pierwsze, ze względu na wbudowane źródło zasilania, umożliwiają wymianę informacji na znacznie większe odległości niż modele pasywne. W ramach każdej kategorii i podkategorii można znaleźć różne tagi, różniące się między sobą sposobem wykonania, materiałem, z którego zrobiona jest ich obudowa, kształtem, odpornością na wysoką i niską temperaturą oraz na czynniki chemiczne, a także ceną. W efekcie dobór idealnych znaczników do aplikacji nie jest zadaniem łatwym.

Fot. Turck

Różnorodne standardy RFID Poszczególne, istniejące standardy RFID różnią się nie tylko pasmem częstotliwości, w którym pracują, ale też ilością danych, które można zmieścić w znaczniku, dostępnością wieloodczytu, szybkością komunikacji oraz mechanizmami zabezpieczeń. Z tego względu w praktyce poszczególne z nich zyskały popularność w odmiennych obszarach zastosowań i na przestrzeni lat podział ten raczej został ugruntowany. Jednocześnie powstawały kolejne wyspecjalizowane aplikacje i oprogramowanie dedykowane wybranym standardom RFID. W zależności od standardu i planowanego zastosowania korzysta się z kilku różnych pasm transmisji: około 125 kHz, 13,56 MHz, 433 MHz, 866 MHz oraz pasmo ISM 2,4– 5,8 GHz. Aktualnie opracowywany jest standard operujący w paśmie 3,1–10 GHz. Wraz z postępem technologicznym pojawiały się też unowocześnione wersje starych standardów, które – choć najczęściej były kompatybilne z poprzednimi – zwiększają różnorodność dostępnych na rynku znaczników.

Poszczególne standardy definiują wielkość pamięci, w której zapisany jest unikalny, niezmienny numer identyfikacyjny tagu. W zależności od zastosowania może on w pełni

wystarczać do danej aplikacji lub może być konieczne zapisanie w pamięci znacznika dodatkowych informacji. Od standardu zależy nie tylko pojemność pamięci, ale też możliwość jej jednokrotnego lub wielokrotnego zapisu.

Aktywne, pasywne, a może mieszane?

Zanim omówimy konkretne standardy RFID, opiszemy różnice wynikające z zastosowania źródła energii w tagach. Znaczniki aktywne mają własne źródło zasilania i mogą funkcjonować jako niezależne urządzenia elektroniczne. Mogą same inicjować transmisję, bez potrzeby pobudzenia za pomocą czytnika. Co więcej, wbudowane źródło energii umożliwia emisję sygnału na dużą odległość, zależną przede wszystkim od zastosowanej anteny i ilości dostępnej energii, zgromadzonej w baterii, akumulatorze lub pobieranej z sieci.

Znaczniki pasywno-aktywne również korzystają z własnego źródła energii do przeprowadzenia transmisji, co pozwala im na przesył sygnału na duże odległości, ale mają mniej obwodów elektronicznych i nie mogą samodzielnie zainicjować komunikacji.

Czekają w uśpieniu do momentu, gdy wzbudzi je czujnik i wtedy odpowiadają z określoną mocą. Konieczność wbudowania źródła energii jest jednak znacznym ograniczeniem dla twórców znaczników. Zasilanie sieciowe jest bardzo niewygodne w stosowaniu, gdyż sprawia, że znacznik przestaje być przenośny, a przecież istotą większości rozwiązań jest możliwość identyfikacji obiektów poruszających się.

Zasilanie akumulatorowe jest natomiast kosztowne – wbudowanie baterii nie tylko zwiększa cenę znacznika, ale też ogranicza jego żywotność. Dlatego powstały znaczniki pasywne – najtańsze, a jednocześnie mogące pracować praktycznie bezterminowo.

Znaczniki pasywne zawierają minimalną liczbę obwodów elektronicznych. W trakcie spoczynku nie korzystają z zasilania i nie pobierają prądu.

Oczekują w uśpieniu do momentu, gdy wzbudzi je czytnik, którego pole elektromagnetyczne indukuje napięcie na złączu anteny tagu. Dzięki odpowiedniej konstrukcji antena jest elementem zbierającym energię fal radiowych i przekazującym ją do układu elektronicznego znacznika, by ten mógł odpowiedzieć na odczyt. Zebrana energia jest też wykorzystywana do

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

51

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY ZDALNEGO ODCZYTU I KONTROLI

Tab. 1. Znaczniki RFID pracujące z częstotliwością do 1 MHz Producent

Balluff

Balluff

HID

BIS C-108-05/L-SA2

BIS L-150-05/A

World TAG 50 mm Q5 612104

brak danych

brak danych

Q5

LF 70 kHz

LF 125 kHz

LF 125 kHz

brak danych

brak danych

brak danych

pasywny

pasywny

pasywny

brak danych

brak danych

brak danych

nie

4 bajty

brak danych

1023 bajty

192 bajty

264 bity

PBT

szkło

poliwęglan

Sposób montażu

brak danych

brak danych

otwór na śrubę

Możliwość mocowana na metalu

brak danych

brak danych

nie

Temperatura pracy

od –30 °C do +70 °C

od –40 °C do +85 °C

od –25 °C do +70 °C

Temperatura przechowywania

od –30 °C do +85 °C

od –40 °C do +90 °C

od –40 °C do +90 °C

52 mm × 32 mm × 11 mm

pastylka o średnicy 3,15 mm

50 mm × 50 mm × 2,1 mm

Kolor

szary

przeźroczyste szkło

czarny

Masa

28 g

0,22 g

5,2 g

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

do znakowania elementów szklanych, plastikowych lub drewnianych

pojedynczo

pojedynczo

najczęściej 50 sztuk

IP67, możliwość stosowania w próżni, bardzo wysoka odporność na wstrząsy, wibracje i upadki

IP68

brak danych

Model

Standard Częstotliwość pracy Chip Aktywny/pasywny Zasięg odczytu Numer seryjny / podstawowy identyfikator Pamięć pozostała Materiał wykonania

Wymiary

Przeznaczenie

Sposób dostarczenia

Uwagi

52

2

do zn p

ych,

HID

HID

HID

Pepperl+Fuchs

World TAG 20 mm Titan 602102

World TAG 30 mm Unique 601103

World TAG 50 mm Hitag S 624104

IPC02-26-T6

Titan

Unique

Hitag S

Unique

LF 125 kHz

LF 125 kHz

LF 125 kHz

LF 125 kHz

brak danych

brak danych

brak danych

EM4102 Unique

pasywny

pasywny

pasywny

pasywny

brak danych

brak danych

brak danych

0,06 m

brak danych

64 bity

nie

64 bity

1024 bity

nie

2048 bitów

nie

poliwęglan

poliwęglan

poliwęglan

PA

na klej

otwór na śrubę

otwór na śrubę

1 śruba

nie

nie

nie

brak danych

od –25 °C do +70 °C

od –25 °C do +70 °C

od –25 °C do +70 °C

od –25 °C do +85 °C

od –40 °C do +90 °C

od –40 °C do +90 °C

od –40 °C do +90 °C

od –25 °C do +140 °C

20 mm × 20 mm × 2,1 mm

30 mm × 30 mm × 2,1 mm

50 mm × 50 mm × 2,1 mm

26 mm × 26 mm × 4 mm

czarny

czarny

czarny

czarny

0,8 g

1,9 g

5,2 g

3,6 g

do znakowania elementów szklanych, plastikowych lub drewnianych

do znakowania elementów szklanych, plastikowych lub drewnianych

do znakowania elementów szklanych, plastikowych lub drewnianych

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

najczęściej 50 sztuk

najczęściej 50 sztuk

najczęściej 50 sztuk

pojedynczo

brak danych

brak danych

brak danych

IP68

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

53

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY ZDALNEGO ODCZYTU I KONTROLI

Tab. 1. Znaczniki RFID pracujące z częstotliwością do 1 MHz (ciąg dalszy) Producent

HID

IFM

Balluff

Plug TAG FDX-b

E80302 ID-TAG/TRIANGLE HOUSING/01

BIS S-108-52/L

FDX-b

brak danych

brak danych

Częstotliwość pracy

LF 134,2 kHz

LF 125 kHz

HF 1 MHz

Chip

brak danych

brak danych

brak danych

pasywny

pasywny

pasywny

brak danych

20 mm

brak danych

128 bitów

nie

nie

Pamięć pozostała

nie

224 bity

32 768 bajtów

Materiał wykonania

PA6

PBT/PA

PBT

wtykany w wydrążone otwory

przykręcany na róg obiektu

2 śruby

nie

brak danych

brak danych

Temperatura pracy

od –20 °C do +85 °C

od –40 °C do +85 °C

od –20 °C do +70 °C

Temperatura przechowywania

od –20 °C do +85 °C

od –40 °C do +90 °C (chwilowo do +120 °C)

od –20 °C do +70 °C

15 mm × 15 mm × 19 mm

33 mm × 16,9 mm × 18 mm

52 mm × 32 mm × 11 mm

Kolor

różne kolory

pomarańczowy

szary

Masa

brak danych

9g

27 g

śledzenie pojemników na odpady, monitoring, znakowanie pojemników jednorazowych, zarządzanie odpadami komunalnymi

śledzenie pojemników na taśmociągach

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

pojedynczo

pojedynczo

pojedynczo

IP68

IP67, odporność na wstrząsy i wibracje

IP67

Model

Standard

Aktywny/pasywny Zasięg odczytu Numer seryjny / podstawowy identyfikator

Sposób montażu Możliwość mocowana na metalu

Wymiary

Przeznaczenie

Sposób dostarczenia Uwagi

54

wyemitowania odpowiedzi, ale ze względu na jej ograniczone zasoby dostępny zasięg transmisji jest bardzo mały. Znaczniki tego typu najczęściej są odczytywane jedynie z małych odległości.

Hitag Jednym z najbardziej popularnych w przemyśle standardów RFID jest Hitag. Został on opracowany dość dawno temu i zyskał popularność w logistyce, znakowaniu zwierząt, automatyce przemysłowej, a nawet w niektórych systemach lojalnościowych do identyfikacji klientów. Dzięki niskiej częstotliwości transmisji, tj. od 100 kHz do 150 kHz, świetnie sprawdza się w trudnych warunkach przemysłowych, czyli tam, gdzie występują silne szumy tła. Tagi Hitag są zgodne z międzynarodowymi standardami: ISO 11784, ISO 11785, ISO 14223 i ISO 18000-2.

Na przestrzeni lat powstały cztery odmiany systemu Hitag, które różnią się wielkością dostępnej pamięci, częstotliwością pracy i kilkoma innymi szczegółami. Podstawowy standard Hitag 1 pracuje na częstotliwości 125 kHz i nie wymaga żadnych dodatkowych komponentów, poza zewnętrznym czytnikiem. Komunikacja ze skanerem odbywa się dwukierunkowo, w trybie half duplex, przy czym możliwe jest szyfrowanie danych, a dzięki zastosowaniu algorytmu antykolizyjnego można skutecznie odczytać wiele znaczników zbliżonych jednocześnie.

Hitag 1 definiuje też obsługę korekcji błędów na podstawie sumy kontrolnej.

Tagi te mają 2048 bitów pamięci wielokrotnego zapisu.

Tagi Hitag 2 mają tylko 256 bitów pamięci, z czego 128 bitów może być zapisane przez użytkownika. Również obsługują szyfrowanie, przy czym możliwy jest dobór sposobu kodowania emitowanych danych: Manchester lub dwufazowy.

Odmiana Hitag S jest dostępna w dwóch wersjach – o pojemności 256 bitów lub 2048 bitów.

Umożliwia szybszą transmisję, nawet przy większych odległościach niż Hitag 1 i Hitag 2 oraz pracuje w pełnym zakresie częstotliwości, od 100 kHz do 150 kHz. Tagi Hitag S mają 32-bitowy, unikalny identyfikator oraz 48-bitowy klucz szyfrujący.

Są powszechnie stosowane do znakowania ptaków, np. gołębi pocztowych.

Ostatnią z odmian standardu jest Hitag µ, który zaprojektowano tak, by znaczniki były jak najmniejsze, a jednocześnie zgodne z pozostałymi cechami tej rodziny. Pod względem parametrów są zbliżone do standardu Hitag S.

Mifare Bardzo dużą popularność, choć niekoniecznie w aplikacjach typowo przemysłowych, zdobył standard Mifare.

Nad jego rozwojem pracuje firma NXP, która konsekwentnie wprowadza kolejne odmiany Mifare. Producent ten jest jednym z liderów w dziedzinie

układów do czytników RFID, co zapewnia omawianemu standardowi dużą popularność. Jest on stosowany m.in. w systemach biletów komunikacji miejskiej w wielu miastach na całym świecie, w tym w Polsce.

Cechuje się względnie dużą pojemnością pamięci dostępnej dla użytkownika, przy zachowaniu korzystnych cen. Jest to standard obsługiwany przez wiele nowoczesnych smartfonów, wyposażonych w czytniki NFC, z wyjątkiem najnowszych modeli, które – ze względu na zastosowane układy radiowe – nie obsługują już wszystkich funkcji Mifare, a jedynie znaczniki NTAG. Na przestrzeni lat powstało wiele odmian Mifare, z czego pierwszy, Mifare Classic 1K, zaprojektowano 20 lat temu. Karty Mifare Classic 1K mają pamięć o pojemności 1024 bajtów, podzielonych na 16 bloków, z czego każdy blok jest zabezpieczony dwoma różnymi kluczami.

Każdy z kluczy może zostać zaprogramowany do zezwalania na operacje odczytu, zapisu lub inne funkcje, np. inkrementację lub dekrementację zapisanych w blokach wartości. Dzięki temu można wygodnie manipulować zawartością znacznika, zapewniając odpowiedni stopień bezpieczeństwa.

Karty tego typu bardzo często stosowane są jako identyfikatory pracowników i przepustki, w tym właśnie jako bilety. Mogą również służyć jako proste karty prepaidowe, na których zapisywana jest pewna liczba kredytów,

REKLAMA

niezawodny odczyt/zapis – do 2 m, możliwość jednoczesnego odczytu do 40 tagów, mała, zwarta (wym. 10 × 10 cm), metalowa obudowa, kompatybilna z wszystkimi dotychczas stosowanymi interfejsami IDENTControl, pełna gama tagów: ekonomiczne tagi w formie naklejek, standardowe tagi oraz nośniki wysokotemperaturowe do 250 °C! Chętnie porozmawiamy i przetestujemy nasze rozwiązania u Ciebie na miejscu, bez dodatkowych kosztów!

Pepperl+Fuchs Sp. z o.o. ul. Marsa 56b, 04-242 Warszawa Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014 55 Tel. +48 22 256 97 70

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY ZDALNEGO ODCZYTU I KONTROLI

Tab. 2. Znaczniki RFID pracujące z częstotliwością 13,56 MHz Producent

Balluff

IFM

Pepperl+Fuchs

BIS M-136-03/L

E80370‌ID-TAG/30X2.8/03 – 16 Kbit

IQC24-50F-T10

brak danych

ISO 15693

ISO 15693

HF 13,56 MHz

HF 13,56 MHz

HF 13,56 MHz

brak danych

brak danych

Infineon my-d SRF 55V10P

pasywny

pasywny

pasywny

brak danych

55 mm

brak danych

8 bajtów

brak danych

64 bity

112 bajtów

16 000 bitów

992 bajty

ABS

PA

PPS

1 śruba

otwór mocujący

1 śruba

tak

brak danych

brak danych

Temperatura pracy

od –20 °C do +85 °C

od –25 °C do +85 °C

od –40 °C do +85 °C

Temperatura przechowywania

od –40 °C do +85 °C

od –40 °C do +90 °C (chwilowo do +140 °C)

od –40 °C do +220 °C

128 mm × 52 mm × 11,5 mm

30 mm × 30 mm × 2,8 mm

51 mm × 51 mm × 6,5 mm

Kolor

czarny

czarny

brązowy

Masa

47 g

4g

25,7 g

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

do zastosowań w przemyśle spożywczym i innym

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

pojedynczo

pojedynczo

pojedynczo

IP68, bardzo wysoka odporność na wstrząsy, wibracje i upadki

IP68, odporność na wstrząsy i wibracje, FRAM

IP67

Model

Standard Częstotliwość pracy Chip Aktywny/pasywny Zasięg odczytu Numer seryjny / podstawowy identyfikator Pamięć pozostała Materiał wykonania Sposób montażu Możliwość mocowana na metalu

Wymiary

Przeznaczenie

Sposób dostarczenia

Uwagi

56

tworzy

zn produ

a

Siemens

Siemens

Turck

Turck

MDS D425

Simatic RF380T

TW-R16-B128-Ex

TW-R50-K2

ISO 15693

brak danych

I-Code

ISO 15693

HF 13,56 MHz

HF 13,56 MHz

HF 13,56 MHz

HF 13,56 MHz

brak danych

brak danych

BXO I-Code SLI/SL2

Fujitsu MB89R118

pasywny

pasywny

pasywny

pasywny

0,3 m

brak danych

brak danych

brak danych

8 bajtów

4 bajty

brak danych

brak danych

2000 bajtów

32 765 bajtów

112 bajtów

2000 bajtów

tworzywo PA 6.6 GF ze stalowym gwintem

PPS

tworzywo sztuczne PA

tworzywo sztuczne PA

znacznik ma kształt śruby

różne uchwyty montażowe

brak danych

1 śruba

tak

tak

w odległości minimum 10 mm

w odległości minimum 10 mm

od –25 °C do +85 °C

od –25 °C do +220 °C

od –25 °C do +85 °C

od –25 °C do +85 °C

od –40 °C do +125 °C

od –40 °C do +110 °C

od –25 °C do +85 °C

od –25 °C do +85 °C

24 mm × 22 mm × 20 mm

114 mm × 114 mm × 83 mm

16 mm × 16 mm × 3 mm

50 mm × 50 mm × 3,3 mm

czarny

brązowy

czarny

czarny

35 g

900 g

brak danych

brak danych

znakowanie elementów w trakcie produkcji i w zakładach przemysłowych

aplikacje wymagające bardzo wysokiej odporności temperaturowej

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

pojedynczo

pojedynczo

pojedynczo

pojedynczo

IP68/IPX9K, FRAM

IP68, FRAM/EEPROM

IP69K, ATEX

IP69K, pamięć FRAM

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

57

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY ZDALNEGO ODCZYTU I KONTROLI

Tab. 3. Znaczniki RFID pracujące z częstotliwością powyżej 840 MHz Producent

Alien

Balluff

Caen

ALN-9610 Squig

BIS U-100-02/CA

A927Z

EPC Class 1 Gen2 v 1.2.0. ISO/IEC 18000-6C

EPC

EPC Class 1 Gen2 ISO/IEC 18000-6C

UHF 840...960 MHz

UHF 840…960 MHz

UHF 860...928 MHz

Alien Higgs 3

brak danych

brak danych

pasywny

pasywny

aktywno-pasywny

brak danych

brak danych

zasięg do 10 m w powietrzu i 2,5 m w metalu

32 bity TID i 64 bity na numer seryjny

32 bity TID, 64 bity unikalny TID

tak

96 bitów EPC + 512 bitów użytkownika

96...480 bitów EPC

512 bitów EPC + 16 kB użytkownika

papier/folia

tworzywo PA12-GF30

tworzywo sztuczne

etykieta samoprzylepna

2 śruby

przykręcany 2 śrubami

Możliwość mocowana na metalu

brak danych

tak (tylko na metalu)

tak

Temperatura pracy

brak danych

od –40 °C do +85 °C

od –20 °C do +70 °C

Temperatura przechowywania

brak danych

od –40 °C do +85 °C

od –20 °C do +70 °C

47,5 mm × 13,4 mm

127 mm × 37,2 mm × 7 mm

130,4 mm × 23,4 mm × 12,7 mm

Kolor

biały, do zadruku

czarny

niebieski

Masa

brak danych

18 g

brak danych

metki w odzieży, oznaczanie kartonów, listy przewozowe, zarzadzanie środkami trwałymi

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

rejestracja temperatury podczas transportu i przechowywania wrażliwych produktów, takich jak żywność i produkty chemiczne lub farmaceutyczne

rolka z papierem podkładowym

pojedynczo

pojedynczo

32-bitowe hasło dostępu, 32-bitowe hasło zniszczenia, opcja blokady zapisu

IP67, bardzo wysoka odporność na wstrząsy, wibracje i upadki

żywotność baterii: 3–5 lat, rejestracja temperatury z dokładnością do 0,1 °C, miernik poziomu baterii, programowalny okres pobierania próbek temperatury

Model

Standard

Częstotliwość pracy

Chip Aktywny/pasywny

Zasięg odczytu

Numer seryjny / podstawowy identyfikator

Pamięć pozostała

Materiał wykonania Sposób montażu

Wymiary

Przeznaczenie

Sposób dostarczenia

Uwagi

58

EPC

+

1

etyki

-6C

nika

mm

sportu któw, iczne

acja 1 °C, walny ury

Confidex

Confidex

Confidex

Confidex

Silverline

SteelWING

Captura

Ironside Micro

EPC Class 1 Gen2 ISO/IEC 18000-6C

EPC Class 1 Gen2 ISO/IEC 18000-6C

EPC Class 1 Gen2 ISO/IEC 18000-6C

EPC Class 1 Gen2 ISO/IEC 18000-6C

UHF 860…869 MHz

UHF

UHF 865...928 MHz

UHF 865–869 MHz (EU), 902-928 MHz (US), 952–955 MHz (JPN)

Impinj Monza 4QT

NXP UCODE G2XM

NXP UCODE G2XM

Alien Higgs 3

pasywny

pasywny

pasywny

pasywny

do 4,5 m

do 10 m

brak danych

do 4 m

96 bitów TID

nie

tak

nie

EPC 128 bitów + pamięć użytkownika 512 bitów

EPC do 240 bitów

EPC do 240 bitów

96 bitów EPC

syntetyczna, giętka etykieta

PET

wysoce odporne tworzywo sztuczne

wysoce odporne tworzywo sztuczne

etykieta samoprzylepna

brak danych

specjalny uchwyt montażowy

klej akrylowy 3M 300LSE

tak

tak

tak

tak

od –35 °C do +70 °C

od –35 °C do +85 °C

od –30 °C do +70 °C

od –20 °C do +80 °C

od –35 °C do +70 °C

od –35 °C do +85 °C

od –30 °C do +70 °C

od –20 °C do +80 °C

100 mm × 40 mm × 0,8 mm

76,2 mm × 18 mm × 21 mm

57,5 mm × 19 mm × 20 mm

27 mm × 27 mm × 5,5 mm

biały, do zadruku

biały

szary

czarny

2g

0,6 g

brak danych

brak danych

etykietowanie elementów metalowych

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

śledzenie partii produkcyjnych w przemyśle, oznaczanie pojemników

identyfikacja transportowych pojemników zwrotnych i zasobów przemysłowych

rolka

pojedynczo

pojedynczo

pojedynczo

IP68

IP67, możliwwość rozszerzenia pamięci do 512 bitów

IP67; możliwość rozszerzenia pamięci do 512 bitów

IP68; możliwość rozszerzenia pamięci do 512 bitów

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

59

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY ZDALNEGO ODCZYTU I KONTROLI

Tab. 3. Znaczniki RFID pracujące z częstotliwością powyżej 840 MHz (ciąg dalszy) Producent

HARTING

HARTING

HARTING

CS89

SL89 MT

Ha-VIS RFID FT89

EPC Class 1 Gen2 ISO/IEC 18000-6C

EPC Class 1 Gen2 ISO/IEC 18000-6C

EPC Class 1 Gen2 ISO/IEC 18000-6C

UHF 860…960 MHz

UHF 860…960 MHz

UHF 860…930 MHz

NXP UCODE G2XM

Alien Higgs 3

Impinj Monza 4D

pasywny

pasywny

pasywny

do 5 m

do 4 m

do 7 m

brak danych

brak danych

brak danych

512 bitów

512 bitów

128 bitów EPC/32 bity pamięci użytkowej

tworzywo sztuczne

tworzywo sztuczne

elastyczne, plastikowe

zatapiany w betonie, 4 śruby lub nity

4 stalowe śruby lub nity

klej lub śruby

brak dedykacji na metal

na dedykowanych metalowych szynach

dostępna wersja do instalacji na metal

Temperatura pracy

od –40 °C do +85 °C

od –50 °C do +85 °C

od –32 °C do +90 °C

Temperatura przechowywania

od –50 °C do +85 °C

od –65 °C do +130 °C

od –32 °C do +90 °C

165 mm × 2 mm × 51 mm

30 mm × 5 mm × 26 mm

29 mm × 144 mm × 0,7 mm

Kolor

czarny

czarny

biały

Masa

28,5 g

22 g

5g

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

w opakowaniach po 10 lub 50 sztuk

w opakowaniach po 10 lub 50 sztuk

w opakowaniach po 50 lub 500 sztuk

IP64/IP67/IP69K

IP64/IP67/IP69K

IP64/IP67/IP69K

Model

Standard

Częstotliwość pracy

Chip

Aktywny/pasywny Zasięg odczytu Numer seryjny / podstawowy identyfikator

Pamięć pozostała

Materiał wykonania Sposób montażu Możliwość mocowana na metalu

Wymiary

Przeznaczenie

Sposób dostarczenia

Uwagi

60

H

EPC

96

1

ws

wo

HARTING

IFM

Omni-ID

Omni-ID

Ha-VIS RFID VT 86 HT

E80354 ID-TAG/R40X10/04

Adept 360 032-DB

Max SQ-D Dual Band 035-DB

EPC Class 1 Gen2 ISO/IEC 18000-6C

EPC

dwupasmowy, ISO 15693

brak danych

UHF 860…870 MHz

UHF 865…870 MHz

UHF 860…930 MHz, HF 13,56 MHz (opcjonalnie)

UHF 860…930 MHz

Alien Higgs 3

brak danych

Alien Higgs 3 (UHF) i NXP I-Code ISO 15693 (HF)

Alien Higgs 3

pasywny

pasywny

pasywny

pasywny

do 4 m

brak danych

do 9 m (UHF) i do 0,1 m (HF)

do 10 m na metalu

brak danych

nie

nie

nie

96 bitów EPC/512 bitów pamięci użytkowej

96 bitów EPC + 512 bitów pamięci użytkownika

512 bitów (UHF) i 1024 bity (HF)

512 bitów

tworzywo sztuczne

nylon

stalowa rama

polipropylen

klej, śruby, sanki montażowe

dwa otwory na śruby

otwór mocujący

2 śruby

brak danych

brak danych

tak

tak

od –50 °C do +85 °C

od –20 °C do +65 °C

od –40 °C do +120 °C

od –40 °C do +80 °C

od –65 °C do +160 °C

od –40 °C do +180 °C

od –40 °C do +120 °C

od –40 °C do +80 °C

11 mm × 5,15 mm × 41 mm

40 mm × 32 mm × 8 mm

121 mm × 48 mm × 5 mm

52,5 mm × 45 mm × 14 mm

czarny

czarny

metaliczny z czarnymi elementami

szary

17,6 g

19 g

80 g

24,5 g

a

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

wszelkiego rodzaju zastosowania przemysłowe

w przemyśle ciężkim do śledzenia lin, łańcuchów, sprzętu do podnoszenia i ciężkich maszyn

śledzenie opakowań zwrotnych i maszyn w przemyśle, a przede wszystkim w motoryzacji, budownictwie i przemyśle chemicznym

ztuk

w opakowaniach po 10 lub 50 sztuk

pojedynczo

pojedynczo

pojedynczo

IP64/IP67/IP69K

brak danych

IP68, odporność na wstrząsy zgodnie z MIL STD 810-F

IP68, odporność na wstrząsy zgodnie z MIL STD 810-F

-6C

kowej

metal

m

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

61

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY ZDALNEGO ODCZYTU I KONTROLI

Tab. 3. Znaczniki RFID pracujące z częstotliwością powyżej 840 MHz (dokończenie) Producent

Omni-ID

Omni-ID

Turck

Adept 400 080-EU

Fit 200

TW860-960-L73-14-C-B110

EPC

brak danych

EPC Class 1 Gen2 ISO/IEC 18000-6C

UHF 866…868 MHz

UHF 866…868 MHz

UHF 860…960 MHz

Alien Higgs 3

Alien Higgs 3

NXP U-Code G2XM

pasywny

pasywny

pasywny

do 3 m

do 2,5 m

brak danych

64 bity TID

64 bity TID

4 bajty TID

EPC 96 bitów + 512 bitów pamięci użytkownika

EPC 96 bitów + pamięć użytkownika 512 bitów

110 bajtów

stal nierdzewna

tworzywo sztuczne, pokryte trwałą farbą

PET

stalowa opaska lub spawanie

klej lub taśma klejąca

wtykanie w otwory

tak

tak (tylko na metalu)

w odległości minimum 10 mm

od –40 °C do +85 °C

od –40 °C do +85 °C

od –35 °C do +60 °C

od –40 °C do +120 °C (chwilowo do +150 °C)

od –40 °C do +120 °C (chwilowo do +150 °C)

od –35 °C do +60 °C

36 mm × 25 mm × 13,5 mm

8,6 mm × 6,1 mm × 2,6 mm

73 mm × 14 mm

Kolor

szary

czarny

brak danych

Masa

58 g

0,8 g

brak danych

identyfikacja instalacji rurowych, zaworów, sprzętu w procesach przemysłowych i dużych, cylindrycznych obiektów

śledzenie niewielkich obiektów metalowych, takich jak np. narzędzia, nasadki, ale też sprzętu medycznego i szaf serwerowych

znakowanie drewna

pojedynczo

pojedynczo

pojedynczo

IP68, odporność na wstrząsy zgodnie z MIL STD 810-F; odporność na bezpośrednie uderzenie młotem

IP68, odporność na wstrząsy zgodnie z MIL STD 810-F; odporność na kwasy

IP67

Model

Standard Częstotliwość pracy Chip Aktywny/pasywny Zasięg odczytu Numer seryjny / podstawowy identyfikator

Pamięć pozostała

Materiał wykonania Sposób montażu Możliwość mocowana na metalu Temperatura pracy

Temperatura przechowywania

Wymiary

Przeznaczenie

Sposób dostarczenia

Uwagi

62

różni producenci

110

biała karta UHF RFID

-6C

EPC Class 1 Gen2 ISO/IEC 18000-6C UHF 840...960 MHz NXP G2X pasywny do 8 m

brak danych

96 bitów EPC

PET, PVC nieprzeznaczona do montażu nie brak danych

brak danych

86 mm × 54 mm biały, do zadruku brak danych

identyfikatory

w opakowaniach zbiorczych

brak danych

zmniejszana wraz z dokonywanymi zakupami.

Mifare Classic 4K, o pojemności 4096 bajtów podzielonej na 40 bloków, to rozszerzona wersja Mifare Classic 1K. 32 bloki mają pojemność po 64 bajtów, a pozostałe osiem – po 256 bajtów. Istnieje także wersja Mifare Classic Mini, która ma 320 bajtów pamięci podzielonych na pięć bloków po 64 bajty.

Niezależnie od wersji Mifare Classic, 16 bajtów każdego bloku jest zarezerwowanych na klucze i informacje o sposobie ich użycia. Pierwsze 16 bajtów karty zawiera jej numer seryjny oraz dodatkowe informacje wprowadzone przez producenta znacznika. Są to dane tylko do odczytu, co oznacza, że pojemność dostępna dla użytkownika wynosi 3440 bajtów dla Mifare Classic 4k, 752 bajty dla zwykłego Mifare Classic 1K i 224 bajty dla Mifare Classic Mini. Wszystkie odmiany Mifare pracują na częstotliwości 13,56 MHz. W kartach Mifare Classic zastosowano algorytm szyfrujący, ale powstała też odmiana Mifare Ultralight, której pojemność wynosi 64 bajty, podzielone na 16 stron i nieobsługująca szyfrowania. Dzięki bardzo niskiej cenie tych znaczników są one stosowane nawet jako jednorazowe bilety. Ich zabezpieczenie polega co najwyżej na zapisaniu bitu blokującego nadpisanie danych na karcie. W 2012 r. pojawiła się unowocześniona wersja tych znaczników, nazwana Mifare Ultralight EV1. Od poprzedniej generacji różni się wielkością dostępnej pamięci (48 bajtów lub 128 bajtów), dodatkowymi konfigurowalnymi licznikami, trzema nowymi, niezależnymi, 24-bitowymi licznikami jednokierunkowymi, możliwością zabezpieczenia odczytu za pomocą 32-bitowego hasła oraz mechanizmem podpisywania kart, które zabezpieczają przed ich podrabianiem.

Warto wspomnieć o standardzie Mifare Ultralight C, który został zaprojektowany z myślą o jednorazowych biletach, ale dodatkowo wzbogacony o funkcję bezpieczeństwa. Mifare Ultralight C obsługuje szyfrowanie pamięci 3DES, ma 192 bajty EEPROM, podzielone na 4-bajtowe strony, obsługuje mechanizm unikania kolizji (zgodny z ISO 14443) oraz ma unikalny, 42-bitowy numer identyfikacyjny. Karty te są kompatybilne ze standardem Mifare Ultralight oraz

zgodne ze specyfikacją NFC Forum Tag Type 2.

Ciekawą rodziną produktów są karty Mifare DESFire, które zawierają prosty system operacyjny, obsługujący strukturą katalogową plików. Wczesne wersje obsługiwały szyfrowanie AES lub 3DES i miały pamięć o pojemności 2 kB, 4 kB lub 8 kB, ale obecna – Mifare DESFire EV1 – obsługuje jedynie 128-bitowe szyfrowanie AES. Wymienione transpondery Mifare Classic są stopniowo zastępowane przez Mifare Plus, które cechują się lepszymi algorytmami zabezpieczającymi. Mają 2 kB lub 4 kB pamięci oraz 32-bitowe lub 42-bitowe unikalne numery seryjne. Obsługują też 128-bitowe szyfrowanie AES, przy czym po wyłączeniu w nich dodatkowych funkcji mogą być odczytywane w trybie kompatybilności ze starszymi Mifare Classic.

Wprowadzenie Mifare Plus jest o tyle ważne, że zabezpieczenia Mifare Classic zostały w praktyce złamane, ze względu na opracowane i dobrze opisane metody ataków. Dane zapisane na kartach Mifare Classic można względnie łatwo nadpisać bez znajomości klucza szyfrującego, co zostało wykorzystane przez osoby nielegalnie ładujące Warszawskie Karty Miejskie.

I-Code Na tej samej częstotliwości co Mifare pracują znaczniki standardu I-Code.

Mają one pamięć o pojemności 1024 bitów i cechują się szybkim transferem danych oraz dużą wytrzymałością. Teoretycznie mogą przesyłać informacje z szybkością do 53 kb/s, a dzięki systemowi sum kontrolnych pozwalają nawet na 100 000 cykli zapisu. Obsługują też system antykolizyjny, co umożliwia odczyt do około 30 znaczników za jednym razem.

Wbudowana pamięć podzielona jest na 32 bloki po 4 bajty. Każdy z bloków może zostać zabezpieczony przed zapisem. Dzięki możliwości przechowywania dowolnych rodzajów informacji są często używane do monitorowania i ewidencji obiektów.

Duży zasięg odczytu oraz unikalny, niezmienny numer seryjny, nadawany przez producenta (cztery bloki po 4 bajty), ułatwiają zdalny monitoring przedmiotów. Pomocne są też system antykradzieżowy EAS oraz mechanizm rozpoznawania grup znaczników.

Znaczniki I-Code są stosowane do ewidencji wyposażenia, śledzenia

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

63

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY ZDALNEGO ODCZYTU I KONTROLI

Dosyć popularnym, a zarazem niezmiernie prostym standardem jest Unique. Obejmuje on jedynie znaczniki pasywne, wyposażone w niewielką pamięć ROM, zaprogramowaną w trakcie produkcji tagu.

64 bity pamięci znaczników Unique zawierają 40-bitowy, unikalny numer seryjny, przesyłany na częstotliwości 125 kHz, z użyciem modulacji ASK i kodowania Manchester. Na pozostałe 24 bity składa się 9 bitów nagłówka (w postaci samych jedynek), 14 bitów parzystości i bit stopu w postaci wartości 0. Sam numer seryjny zapisywany jest w postaci 10 wierszy po cztery 1-bitowe kolumny, przy czym pierwsze 12 bitów odpowiada identyfikatorowi nadawanemu klientowi przez producenta, natomiast pierwsze 10 bitów parzystości obliczanych jest dla wierszy, a pozostałe 4 bity – dla kolumn.

Karty Unique stosowane są najczęściej do identyfikacji personelu, pomiaru czasu pracy, w zamkach elektronicznych, a czasem też w różnych programach lojalnościowych. Są odpowiednikiem kluczy i, niestety, tak jak i klucze mechaniczne, można bardzo łatwo je skopiować.

Rozwinięciem standardu Unique jest Q5. Podstawową różnicą jest możliwość zapisu własnego numeru do tego typu znaczników na etapie użytkowania. Zasadniczo są to układy z pamięcią EEPROM, z możliwością zabezpieczenia przed reprogramowaniem. Dostępne są w wersji z większą pamięcią: np. 8 słów po 4 bajty, przy czym daje to 224 bity pamięci dostępnej dla użytkownika. Q5 obsługują też inne standardy kodowania i modulacji.

znaczniki z pamięcią 96 bitów.

Użytkownik sam programuje pamięć znacznika EPC Global, ale zapisany kod musi jednoznacznie identyfikować produkt, zgodnie z wytycznymi GS1. Znaczniki EPC Global są już stosowane w niektórych sieciach sprzedaży. Dzięki niewielkiej pojemności, brakowi zabezpieczeń i prostej technologii są bardzo tanie w wytwarzaniu.

Druga generacja tego standardu, EPC Global Class 1 Gen 2, znacząco rozszerza funkcję klasycznego EPC Global o możliwość zapisu znaczników „w terenie” oraz o nowe sposoby kodowania i przesyłania informacji. Zaimplementowano funkcję zliczania znaczników znajdujących się w zasięgu czytnika, a posiadających ten sam kod. Pozwala to na bardzo szybkie przeprowadzanie inwentaryzacji, gdyż wystarczy zbliżyć skaner do opakowania zbiorczego, by policzona została zawartość paczki, w oparciu właśnie o tagi RFID. Możliwość zaprogramowania dodatkowych danych do znaczników drugiej generacji wymusza, by miały one powiększoną pamięć. I w rzeczywistości tak jest, przy czym pamięć użytkownika może zostać dodatkowo zabezpieczona hasłem, czy to przed odczytem, czy też przed zapisem.

EPC Global Class 1 Gen 2 wprowadza też podział na sesje odczytu, które umożliwiają niezakłócające się odczytywanie znaczników za pomocą nawet czterech różnych skanerów w tym samym czasie. Skanerom można przypisać identyfikator sesji, tak by odróżnić odczyty wykonywane np. przez skanery inwentaryzujące od odczytów skanerów przy kasach. Oczywiście, tak jak możliwe jest zliczanie takich samych znaczników, znajdujących się blisko siebie, tak EPC Global, dzięki algorytmom antykolizyjnym, pozwala również na szybkie skanowanie wielu produktów jednocześnie.

EPC Global

Dostępne znaczniki

Nieco innym rodzajem standardu RFID jest opracowany przez organizację GS1 odpowiednik kodów kreskowych, określany mianem EPC Global.

Standard ten przygotowano z myślą o konkretnym zastosowaniu, jakim jest jednoznaczna identyfikacja produktów.

Standard EPC Global umożliwia pracę w paśmie UHF, w Europie na częstotliwości 866 MHz, i obejmuje

Poszukując znaczników do wybranej aplikacji, inżynier natknie się na ogromny wybór produktów, który trudno kompletnie przeanalizować.

Znaczniki znaleźć można zarówno w ofercie producentów wywodzących się ze świata automatyki, dostawców komponentów elektronicznych, jak i niezależnych firm, które koncentrują swoją ofertę właśnie na technologiach RFID. Poza tym nie zawsze producent

obiektów, w bibliotekach i na parkingach. Dzięki możliwości wielokrotnego zapisu i odczytu w znacznikach można zapisywać historię obiektu i na jej podstawie reagować na jego wykrycie.

Unique i Q5

64

czytników dostarcza też znaczniki i tylko niewielka część producentów transponderów oferuje własne czytniki. Na rynku dostępne są nawet znaczniki no-name, od nieznanych, prawdopodobnie chińskich firm, ale zgodne z określonymi standardami i przez to kompatybilne z czytnikami.

Trzeba pamiętać, że w aplikacjach przemysłowych, w których odczyt ma być realizowany w pełni automatycznie, maszynowo, warto stosować rozwiązania markowe. Te nieopatrzone logo żadnej firmy to zresztą najczęściej karty lub opaski identyfikacyjne, które rzadko służą do zautomatyzowanego odczytu, a częściej są stosowane do identyfikacji ludzi. Bez marki oferowane są też niektóre etykiety, przy czym w ich przypadku wytrzymałość rzadko odgrywa dużą rolę, więc stosowanie takich tanich transponderów nie powinno budzić obaw.

Identyfikacja niekoniecznie w przemyśle Biorąc pod uwagę wszelkie zastosowania (nie tylko przemysłowe), do najbardziej popularnych znaczników należą karty wykonane z tworzywa ABS, które jest tanie, dosyć odporne na zarysowania i nieco elastyczne.

Podobnie łatwo można znaleźć karty z PVC lub PET. Najczęściej mają one tzw. kształt ISO, czyli wymiary: 85,6 mm × 54 mm × 0,76 mm, dzięki czemu można je zadrukować nawet za pomocą małych, niedrogich drukarek.

Pozwala to tworzyć identyfikatory, które następnie noszone są w portfelu (wielkość taka sama, jak w przypadku kart płatniczych) lub na smyczach, na szyi. Na karcie można też nadrukować kody graficzne, które ułatwiają identyfikację, lub wyposażyć je w hologramy zabezpieczające, paski magnetyczne, a nawet mikroprocesory, tak jak dzieje się to w przypadku większości nowoczesnych kart płatniczych.

W niektórych sytuacjach wygodniejszą formą może być kształt breloka, który można przyczepić do kluczy. Breloki trudniej przełamać, mimo że są wykonywane przede wszystkim z tworzyw sztucznych, ale spotkać można też np. wersje skórzane lub pokryte materiałami skóropodobnymi.

Rozwiązania przemysłowo-konsumenckie Zarówno w przemyśle, jak i w aplikacjach konsumenckich popularnością cieszą się znaczniki pastylkowe. Mogą

Transpondery typowo przemysłowe Można także znaleźć tagi wykonane specjalnie z myślą o przemyśle.

Zazwyczaj są one dosyć kosztowne, ale cechują się dużą odpornością.

Mogą być niewrażliwe na pył i zanurzenie w wodzie (nawet IP69K), na działanie agresywnych substancji chemicznych, niską i wysoką temperaturę (nawet 220 °C), wibracje i wstrząsy (w tym bezpośrednie uderzenia młotem) oraz na zmienne ciśnienia (w tym na próżnię).

Znaczniki przemysłowe mają obudowy przystosowane do przykręcania, klejenia, spawania, choć bywają też wersje montowane na taśmach klejących, przyczepiane paskami, wyposażone w duże uchwyty, wkręcane albo wtykane. Znacząco różnią się też rozmiarami, co pozwala dopasować znacznik do konkretnej aplikacji.

Jak wybierać Przystępując do wyboru znaczników do nowej aplikacji, należy najpierw określić, na jakie warunki środowiskowe będą one narażone, z jakiej odległości transpondery będą odczytywane oraz czy będzie potrzeba zapisywania czegoś w ich pamięci, czy też wystarczy skorzystanie z unikalnych (często niezmiennych) numerów seryjnych lub TID (ang. Transponder IDentificator). To pozwoli określić rodzaj materiału, z jakiego znacznik

ma być wykonany oraz standard, w jakim ma pracować. Aktualnie najszybciej przybywa produktów pracujących na częstotliwości UHF, zgodnych ze standardami EPC. Cechują się one względnie dużym zasięgiem odczytu, choć prawie wszystkie oferowane modele to tagi pasywne. Nie wszyscy producenci podają zasięg odczytu znaczników, co jest o tyle słusznym podejściem, że zależy on w dużym stopniu od rodzaju zastosowanego czytnika. Jednak różnice między znacznikami polegają także na zastosowaniu różnych anten, które raz lepiej, a raz gorzej mogą propagować sygnał.

Dobierając znacznik należy też zwrócić uwagę, czy może on być mocowany bezpośrednio na metalu, jeśli zajdzie taka potrzeba oraz jak długo przechowywana będzie treść zapisana w jego pamięci. Zazwyczaj jest to okres około 10 lat, przy czym wielu producentów w ogóle nie podaje tego parametru. Niekiedy istotna może być też maksymalna liczba cykli zapisu i odczytu znacznika, którą również można znaleźć w niektórych kartach katalogowych.

Nietypowe rozwiązania Część dostawców ma w ofercie znaczniki, które pracują w więcej niż jednym standardzie, tj. na dwóch różnych pasmach (np. HF i UHF).

Ciekawym rozwiązaniem są znaczniki aktywne lub pasywno-aktywne, wyposażone w dodatkowe układy, np. służące do monitoringu temperatury lub wilgoci. Są one bardzo wygodnym rozwiązaniem w przypadku, gdy znakowane elementy są wrażliwe na wilgoć lub zmiany temperatury. Odczytanie znacznika pozwala sprawdzić, czy obiekt był poprawnie przechowywany.

Jeśli znaczniki mają służyć do znakowania przewodów i gniazd, do których są podłączane, prawdopodobnie lepiej skorzystać z gotowych rozwiązań tego typu, które można znaleźć w ofercie producentów złączy. Pozwalają one w szybki sposób wdrożyć aplikację, bazując na dobrze spasowanych i pewnych komponentach.

Andrzej Barciński PAR

REKLAMA

być przykręcane do pojemników i maszyn lub używane w postaci żetonów, np. w komunikacji miejskiej. Ze względu na wytrzymałość bywają stosowane w zautomatyzowanych pralniach. Są dostępne w wersjach odpornych na wysoką temperaturę.

Znalezienie modeli wytrzymujących od –40 °C do +150 °C nie jest trudne, wybór modeli pracujących już przy –50 °C, a nawet do +200 °C, choć niewielki, także istnieje. Odpowiedni materiał wykonania pozwala na stosowanie ich w agresywnych chemicznie środowiskach. To właśnie w takim wykonaniu najłatwiej jest znaleźć transpondery pracujące w dowolnym standardzie RFID. Inną popularną formą są szklane lub wykonane z tworzywa sztucznego kapsułki, które choć często nie są odporne na wstrząsy, znajdują zastosowanie zarówno w przemyśle, jak i przy znakowaniu zwierząt.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

65

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY ZDALNEGO ODCZYTU I KONTROLI

RFID w ofercie ifm electronic Zastosowanie, rodzaje i możliwości systemów identyfikacji Stały wzrost stopnia automatyzacji w nowoczesnych zakładach produkcyjnych jest coraz bardziej wspierany przez systemy identyfikacji.

informacji do poszczególnych produktów.

Systemy identyfikacji RF firmy ifm electronic mają niewielkie wymiary i stanowią łatwą w zastosowaniu alternatywę dla aplikacji, w których identyfikacja optyczna nie jest możliwa np. ze względu na warunki otoczenia. Są to także pierwsze systemy identyfikacji RF z obsługą AS-interface (AS-i).

Korzyści z AS-i Omawiane systemy umożliwiają odczyt i zapis znaczników, korzystając z zalet AS-i. Mogą być bez problemu zintegrowane z istniejącymi sieciami AS-i oraz są błyskawicznie gotowe do pracy. System identyfikacji RF używa do odczytu protokołu AS-i analog 7.4 dla transferu danych. Specjalne moduły oprogramowania nie są wymagane, a do jednego urządzenia pracującego w trybie master AS-i można podłączyć nawet do 31 modułów odczytu/zapisu. Głowica przechowuje błędy transmisji, które mogą być na dalszym etapie przetwarzane.

Anteny, elektronika i interfejs AS-i są

zintegrowane w niewielkiej obudowie.

Napięcie zasilające jest dostarczane za pośrednictwem sieci AS-i, poprzez obrotowe złącze M12, dzięki czemu urządzenia nie wymagają dodatkowego źródła zasilania. Transpondery zapewniają wiele opcji montażu, przystosowanych do przenośników, zbiorników itp. Długość kodu zapisywanego w znacznikach wynosi 15 bitów.

Trzy zakresy fal W ramach oferty systemów identyfikacji bezprzewodowej, firma ifm electronic proponuje rozwiązania pracujące w trzech zakresach fal radiowych.

RFID 125 kHz Systemy RFID korzystające z częstotliwości 125 kHz są używane w technologii produkcji i w przenośnikach oraz do identyfikacji detali lub produktów.

Oferowane są cztery odmiany tych systemów: • DTS 125 z interfejsem AS-i, System 13,56 MHz z głowicami odczytującymi na linii produkcyjnej

66

Promocja

Monitorowanie przepływu materiału w fabryce

• DTE 100 z interfejsem PROFIBUS DP, • DTE 101 z interfejsem PROFINET, • DTE 102 z interfejsem EtherNet/IP. Głowice zapisująco-odczytujące i transpondery pracują w paśmie 125 kHz. Detekcja obiektów w systemach transportowych sprawdza się dla prędkości transportu do 0,5 m/s. Zasięg wynika z kombinacji parametrów zapisu i odczytu z głowicy transpondera. W ramach tej rodziny dostępne są następujące głowice i transpondery: • DTA100, DTA200, DTA300 i ANT512: głowice zapisująco-odczytujące, z interfejsem AS-i Slave (profil 7.4) i konektorem M12, • DTA101, DTA201 i DTA301: głowice odczytujące ze zintegrowanym interfejsem AS-i Slave (profil 7.4) i konektorem M12, • E80312, E80317, E80318 itd.: transpondery (znaczniki, tagi) o różnych średnicach, zakresach pracy, przystosowane do działania w systemach transportu bliskiego.

RFID 13,56 MHz W paśmie 13,56 MHz pracują elastyczne systemy, przystosowane do aplikacji na liniach produkcyjnych, w montażu i w zadaniach obsługi. Systemy te cechuje gwarantowany, szybki transfer danych oraz zgodność ze standardem ISO 15693. Dostępne są trzy odmiany: • DTE102 z interfejsem EtherNet/IP, • DTE101 z interfejsem PROFINET, • DTE100 z interfejsem PROFIBUS DP. Anteny zapisująco-odczytujące LF lub HF dla jednostki centralnej są dostępne w obudowach w wykonaniu

Fot. ifm electronic

Ich zadania obejmują kontrolę, badanie postępu produkcji lub przypisywanie

przemysłowym. Można je łatwo podłączyć do jednostek przetwarzających za pomocą złącza M12. Oferowane komponenty to: • ANT513, ANT410 i ANT411 (M12) oraz ANT430 i ANT431 (M30) – głowice zapisująco-odczytujące, • E80377, E80360, E80380 itd.

– znaczniki.

System UHF w transporcie

Fot. ifm electronic

RFID UHF System RFID pracujący na częstotliwościach UHF jest zoptymalizowany pod kątem zastosowań w kontroli produkcji, zarządzaniu zasobami, kontroli przepływu materiału, do aplikacji typu Track&Trace oraz do zarządzania łańcuchem dostaw. Dostępne odmiany to: • DTE 800, zgodny ze standardami UE/ETSI, • DTE 810 z interfejsem EtherNet/IP, • DTE 900 zgodny ze standardami USA/FCC, • DTE 910 z interfejsem EtherNet/IP. Anteny o krótkim i bardzo krótkim zasięgu są przeznaczone do pracy z małej odległości. Aby osiągnąć wysoką selektywność, zastosowano najmniejsze

możliwe wymiary i krótkie zasięgi odczytu. W związku z małymi wymiarami antena średniego zasięgu wybierana jest do aplikacji o odczycie na odległość do 2 m. Szeroki zakres anten o kątach apertury od 30° do 70° został opracowany do aplikacji, gdzie wymagany zasięg odczytu wynosi do 10 m. Oferowane są komponenty: • DTE810 i DTE910 – jednostki przetwarzające RFID, z interfejsem EtherNet/IP,

• DTE800 i DTE900 – jednostki przetwarzające RFID, z interfejsem EtherNet TCP/IP, • ANT805, ANT810 itd. – anteny o różnych zasięgach.

ifm electronic Sp. z o.o. ul. Węglowa 7, 40-105 Katowice tel. 32 608 74 54, fax 32 608 74 55 e-mail: info.pl@ifm.com www.ifm.com.pl

REKLAMA

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

67

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY ZDALNEGO ODCZYTU I KONTROLI

Systemy identyfikacji PEPPERL+FUCHS Trudno wyobrazić sobie współczesny przemysł spożywczy, drukarski czy motoryzacyjny bez odpowiedniego systemu znakowania i identyfikacji.

Znakowanie przybiera różne formy ­– mogą to być kody kreskowe, grawery lub transpondery, zależnie od aplikacji. Idea jednak zawsze pozostaje ta sama, czyli utrzymanie sprawnego i rzetelnego procesu produkcyjnego.

i pozwalają na montaż w metalu. Na szczególną uwagę zasługuje podłużna głowica IPH-F97-V1, o zakresie odczytu 75 mm na całej swej długości, tj.

540 mm. Ze względu na niewielką wysokość i szerokość oraz dzięki swojej szybkości odczytu, równej 10 m/s, nadaje się ona idealnie do najnowocześniejszych przenośników rolkowych.

HF (13,56 MHz) Jeśli potrzebujemy szybko przesyłać większe ilości danych, pomocny będzie, często spotykany w logistyce, system oparty na wysokiej częstotliwości HF. Jego dodatkowym atutem są transpondery zdolne do pracy w temperaturze do 220 °C, które z pewnością sprostają najbardziej wymagającym aplikacjom.

Pozycja firmy Pepperl+Fuchs, jako specjalisty i pioniera w dziedzinie systemów identyfikacji, jest poparta długoletnim doświadczeniem w sektorze automatyzacji produkcji oraz niezmiennym zaangażowaniem w dalszy rozwój tej dziedziny. Naszym celem jest gwarancja wysokiej jakości przepływu informacji, zapewniającego płynną dystrybucję materiałów i produktów końcowych.

danych, jest moduł IDENTControl. Jest on dostępny w różnych wersjach interfejsowych, takich jak PROFIBUS, Ethernet, RS-232/RS-485 oraz wielu innych. Do modułów można podłączyć od jednej do czterech głowic odczytu/zapisu oraz ewentualne czujniki, pełniące funkcję wyzwalaczy. Ogromną zaletą jest możliwość podłączenia do modułu głowic operujących na dwóch różnych

Rodzina urządzeń IDENT firmy Pepperl+Fuchs

RFID to bezprzewodowy system identyfikacji radiowej, polegający na transmisji danych między tagiem a sterownikiem PLC. Odczyt i zapis odbywa się dzięki użyciu dostosowanych do tego głowic.

częstotliwościach, co zapewnia wyjątkową elastyczność aplikacji i otwiera nowe możliwości. Odpowiedni dobór komponentów pozwala na uzyskanie sprawnego i przejrzystego procesu produkcyjnego i logistycznego.

Systemy P+F Oferta Pepperl+Fuchs zawiera szeroką gamę tagów oraz głowic o różnych wymiarach i specyficznych właściwościach, co pozwala na optymalne dopasowanie komponentów do potrzeb aplikacji. Dodatkowym elementem, pozwalającym na obsługę całej transmisji

68

Promocja

LF (125 kHz) Systemy LF są najczęściej stosowane w przypadku aplikacji na liniach produkcyjnych, w sektorach montażowych czy przenośnikach rolkowych. Tagi odpowiednie dla tego systemu charakteryzują się wyjątkową wytrzymałością

System UHF sprawdzi się doskonale wszędzie tam, gdzie wymagany jest szerszy i dłuższy obszar prowadzenia identyfikacji. Transpondery mocowane na nadwoziach czy wysięgnikach można w łatwy sposób poddać procesowi odczytu lub zapisu z odległości kilku metrów.

Tagi oferowane przez Pepperl+Fuchs są dostępne w wersjach z imponującym zakresem temperatury pracy – do 250 °C. O zaletach i możliwościach systemu UHF może świadczyć fakt uhonorowania głowicy RFID IUH-F190-V1 wyróżnieniem w konkursie „Produkt Roku 2013”, organizowanego przez magazyn „Control Engineering”. Głowica z serii F190 umożliwia odczyt do 40 znaczników jednocześnie, przy zachowaniu zasięgu 1–2 m. Jej zwarta i wytrzymała obudowa zapewnia optymalne działanie, nawet w najbardziej wymagających warunkach. Przytoczone zalety nie mogły pozostać niezauważone. Dzięki naszej nowej głowicy, procesy w magazynach wysokiego składowania, w przemyśle motoryzacyjnym czy też transportowym, stają się płynne i sprawne.

Dzięki ugruntowanej pozycji w dziedzinie identyfikacji i szerokiemu portfolio, chętnie dostarczymy optymalne rozwiązanie dopasowane do Państwa aplikacji.

Produkty Pepperl+Fuchs dają możliwość bycia zawsze na bieżąco ze stanem magazynowym, pozwalają kompleksowo kontrolować ruch produktów oraz stale ulepszać przepływ materiałów.

PEPPERL+FUCHS ul. Marsa 56B, 04-242 Warszawa tel. 22 256 97 70, fax 22 256 97 73 e-mail: info@pl.pepperl-fuchs.com www.pepperl-fuchs.pl

Fot. Pepperl+Fuchs, WObit

UHF (865–928 MHz)

Kontrola jakości, szybkie procesy przemysłowe czy pomiar wielkości geometrycznych, to zadania stworzone dla skanerów laserowych.

Micro-Epsilon przygotował kilka serii urządzeń o różnych zakresach pomiarowych, które pozwolą na realizację praktycznie każdego pomiaru, nawet w przypadku rozgrzanych do czerwoności metali. Jest to możliwe dzięki nowemu skanerowi z niebieskim laserem.

Skaner liniowy scanCONTROL 2600 z czerwonym laserem

Laserowe skanery liniowe scanCONTROL zostały zaprojektowane do szybkich i dokładnych pomiarów profilu, realizowanych w warunkach przemysłowych. Skanery laserowe scanCONTROL wykorzystują zasadę triangulacji laserowej do dwuwymiarowego określania profilu różnych powierzchni obiektów.

W przeciwieństwie do znanych, punktowych czujników laserowych skaner generuje linię laserową na powierzchnię badanego obiektu. Wysokiej jakości optyka odtwarza na światłoczułej matrycy CMOS odbite dyfuzyjne światło linii laserowej. Kontroler wylicza z obrazu kamery CCD informację o odległości (oś Z) oraz pozycję wzdłuż linii lasera (oś X) i wysyła obie wartości do dwuwymiarowego układu współrzędnych czujnika.

W przypadku ruchomych obiektów lub w sytuacji, gdy czujnik przemieszcza się w określony sposób możliwe jest zobrazowanie informacji trójwymiarowo.

Skanery laserowe firmy MICRO-EPSILON przeznaczona jest seria Smart, która jest wstępnie zaprogramowana do konkretnego zadania lub do obsługi podstawowych zadań pomiarowych. Główny nacisk w serii Smart jest położony na uzyskiwanie specjalistycznych wyników pomiarów, np. szerokości oraz wysokości szczeliny, na podstawie oceny profilu.

Skanery z niebieskim laserem Od niedawna Micro-Epsilon proponuje również skanery z niebieskim laserem, przeznaczone głównie do pomiarów czerwonych, gorących metali oraz

Promocja

Fot. Pepperl+Fuchs, WObit

Skanery do pomiarów szczelin Specjalną wersją skanerów laserowych jest seria gapCONTROL, przeznaczona do kontroli szczelin na bardzo różnorodnych powierzchniach. Czujniki z serii gapCONTROL są dostępne w różnych zakresach pomiarowych. Oprogramowanie gapCONTROL pozwala na szybką i łatwą konfigurację skanerów, przeznaczonych do pomiaru szczeliny. Niezależnie od tego, czy pomiar wykonywany jest na potrzeby kontroli jakości, procesów produkcyjnych czy automatyki, różnorodne typy czujników zawsze zapewniają najwyższej jakości wyniki.

Podstawowe serie produktów W ofercie WObit są dostępne trzy klasy produktów scanCONTROL. Seria Compact to standardowe skanery o szybkości pomiarów do 200 Hz i maksymalnej rozdzielczości do 2 µm. Do bardzo szybkich pomiarów przeznaczona jest seria High Speed, charakteryzująca się wysoką częstotliwością pomiarową (do 4 kHz). Do wymagających aplikacji

elementów transparentnych i materiałów organicznych. Krótsza długość fali niebieskiego lasera gwarantuje większą stabilność pomiarów. Skanery laserowe scanCONTROL BL mają tak samo doskonałą charakterystykę, jak seria scanCONTROL, która wykorzystuje czerwoną diodę laserową. Skanery z niebieskim laserem są dostępne w trzech klasach: Compact (2600/BL oraz 2900/BL), High Speed (2650/BL) oraz Smart (2610/BL oraz 2910/BL).

PPH WObit E. K. J. Ober s.c.

Dęborzyce 16, 62-045 Pniewy tel. 61 222 74 22, fax 61 222 74 39 Skaner liniowy scanCONTROL 2900BL z niebieskim laserem

e-mail: wobit@wobit.com.pl www.wobit.com.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

69

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY ZDALNEGO ODCZYTU I KONTROLI

Pewne połączenie dzięki RFID Pomyłki w połączeniach instalacyjnych potrafią być kosztowne i niebezpieczne. Jak temu zaradzić?

Firma Turck przedstawia swoją propozycję na rozwiązanie tego problemu.

Sama technologia opiera się na wykorzystaniu fal radiowych do transmisji informacji pomiędzy nośnikiem danych (tagiem) a głowicą, która te dane odczytuje lub zapisuje. Oznaczenie każdego węża unikalnym kodem, poprzez zamocowanie na nim nośnika RFID, to już połowa sukcesu. Umieszczenie głowicy RFID przy każdym zaworze sprawia, że otrzymuje się automatyczny system identyfikacji położenia węża, a tym samym w prosty sposób można kontrolować przepływ surowca. Zanim

70

Promocja

Rozwiązanie ze złączem cam-lock Firma Turck, korzystając z wieloletniego doświadczenia w dziedzinie technologii RFID, zaproponowała rozwiązanie identyfikacji węża z powszechnie stosowanym złączem cam-lock, chociaż może być ono z powodzeniem stosowane ze wszystkimi systemami połączeń, niezależnie od producenta. Specjalnie zaprojektowany uchwyt posłużył do mocowania nośnika, a jego konstrukcja sprawia, że bez względu na ułożenie samego węża, uchwyt pod wpływem działania siły grawitacji ustawia się we właściwej pozycji. To daje pewność, że nośnik znajdzie się zawsze w polu działania głowicy, która umieszczona została pod zaworem.

Samo rozwiązanie jest proste i szybkie w obsłudze. Uchwyt wykonany z metalu jest odporny na uderzenia i naprężenia, mogące powstać przy niezbyt dokładnym podłączaniu węża do zaworu. Przyspiesza to sam montaż, a z drugiej strony zapewnia trwałość samego uchwytu, dając pewność, że nie zostanie on uszkodzony, co uniemożliwiłoby identyfikację węża.

Przed utratą informacji chroni również

konstrukcja nośnika, który ma stopień ochrony obudowy IP68, a liczba cykli odczytu i zapisu gwarantuje, że nie trzeba go wymieniać przez cały okres życia fabryki.

Lampki LED, umieszczone przy każdej głowicy, już na etapie podłączania jasno sygnalizują operatorowi, czy podłączenie jest prawidłowe. To eliminuje pomyłki i skraca czas ewentualnych przestojów.

Dodatkowe możliwości Oznaczenie węża, przy użyciu technologii RFID, otwiera szerokie możliwości w obszarze serwisowania samej instalacji. W obiektach korzystających z dużej liczby tego rodzaju połączeń można szybko i sprawnie określić, które z węży nadają się jeszcze do pracy, które należy poddać renowacji, a które po prostu zastąpić nowymi. Uszkodzony lub zużyty wąż może być tak samo niebezpieczny, jak pomyłka przy jego podłączaniu.

Serwisowanie węży może odbywać się z dala od samej instalacji. Przy tego typu operacjach pomocne mogą okazać się czytniki ręczne, które pozwalają na wymianę informacji z nośnikiem, bez udziału systemu nadrzędnego.

TURCK Sp. z o.o. ul. Wrocławska 115 45-836 Opole tel. 77 443 48 00 fax 77 443 48 01 e-mail: poland@turck.com www.turck.pl

Fot. Turck

RFID w przemyśle

sam proces zostanie uruchomiony, każda para wąż-zawór jest automatycznie sprawdzona, a system określa, czy matryca ich połączeń jest właściwa i odpowiada aktualnie uruchamianemu procesowi. Co istotne, zmiana matrycy połączeń nie wymaga żadnego nakładu sił – dzieje się to automatycznie, a decyduje o tym system nadrzędny.

Fot. Turck

Złącza i węże są powszechnie stosowane w technice przeładunkowo-transportowej. Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów przyłączy, których celem jest zapewnienie pewnego i bezpiecznego połączenia. Jest to o tyle istotne, że służą one do transportu paliwa, surowców płynnych, chemikaliów i półproduktów spożywczych. Nawet niewielka pomyłka przy podłączaniu węża do nieodpowiedniego gniazda skutkuje utratą produkowanej serii, uszkodzeniem lub nawet zniszczeniem instalacji procesowej.

Z tego względu bardzo istotna wydaje się ścisła kontrola i aktualna informacja o tym, czy przed uruchomieniem transportu została zestawiona właściwa para złącze-wąż. Rozwiązaniem problemu jest identyfikowanie każdego węża oraz zaworu z osobna. Istnieją różne techniki służące identyfikacji, ale najpewniejszym jest skorzystanie z technologii RFID.

młodzi

innowacyjni

Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP ogłasza

VII Ogólnopolski Konkurs na

inżynierskie, magisterskie i doktorskie w dziedzinach Automatyka Robotyka Pomiary Zgłoszenie należy przesłać na adres konkurs@piap.pl do dnia 21 lutego 2015 r.

Regulamin konkursu i formularz zgłoszeniowy są dostępne na stronie www.piap.pl Autorzy najlepszych prac otrzymają nagrody pieniężne lub wyróżnienia w kategorii prac doktorskich:

I nagroda 3500 zł

II nagroda 2500 zł

w kategorii prac magisterskich:

I nagroda 3000 zł

II nagroda 2000 zł

w kategorii prac inżynierskich:

I nagroda 2500 zł

II nagroda 1500 zł

Wyniki konkursu zostaną ogłoszone podczas Konferencji AUTOMATION w Warszawie, w dniu 18 marca 2015 r.

Patronat Komitet Automatyki i Robotyki Polskiej Akademii Nauk Komitet Metrologii i Aparatury Naukowej Polskiej Akademii Nauk Polska Izba Gospodarcza Zaawansowanych Technologii Polskie Stowarzyszenie Pomiarów Automatyki i Robotyki POLSPAR

Patronat medialny Miesięcznik PAR Pomiary Automatyka Robotyka Organizator konkursu

www.piap.pl

Informacji udzielają: Małgorzata Kaliczyńska: mkaliczynska@piap.pl, tel. 22 8740 146

Jolanta Górska-Szkaradek: jgorska-szkaradek@par.pl, tel. 22 8740 191 Bożena Kalinowska: bkalinowska@piap.pl, tel. 22 8740 015

NOWOŚCI SWITCHE

EDS-G500E – nowa rodzina switchy Moxa Urządzenia serii EDS-G500E w wersjach bez portów Power over Ethernet

w różnych instalacjach przemysłowych. Wraz z rosnącą popularnością rozwiązań opartych na standardzie Ethernet, rośnie oferta urządzeń, które go wykorzystują. Jeden z czołowych producentów przemysłowego sprzętu komunikacyjnego wprowadził właśnie nową gamę switchy przemysłowych, przeznaczonych do instalacji na szynie DIN. Firma Moxa od dawna ma w ofercie szeroką gamę switchy przemysłowych, przeznaczonych do montażu, zarówno w 19-calowej szafie rackowej (wysokości 1U), jak i wiele modeli instalowanych na szynie DIN. W zależności od wersji, mogą to być urządzenia modułowe, częściowo modułowe lub z portami wbudowanymi, skrętkowymi bądź światłowodowymi.

Obecnie oferta została poszerzona m.in. o modele wyposażone nawet w 48 portów gigabitowych oraz do czterech portów światłowodowych, 10-gigabitowych. Producent oferuje także rozwiązania pracujące w warstwie trzeciej modelu sieciowego OSI oraz specjalne urządzenia, wspierające np. protokół PROFINET czy EtherNet/IP.

Niższa temperatura to dłuższa żywotność Ciekawie prezentuje się rodzina urządzeń przeznaczonych na szynę DIN. To w jej ramach wprowadzono całą gamę urządzeń gigabitowych o nowej konstrukcji, oznaczonych jako EDS-G500E. Zmiany zewnętrzne polegają przede wszystkim na ulepszeniu odprowadzania ciepła z urządzenia, dzięki czemu wszystkie modele są chłodzone

72

Promocja

pasywnie. Zastosowanie nowych radiatorów bocznych pozwoliło obniżyć o kilka stopni temperaturę panującą w obudowie, co przekłada się na wzrost żywotności całej wbudowanej elektroniki. Podobnie jak w przypadku innych modeli, także w rodzinie EDS-G500E występują wersje podstawowe, umożliwiające pracę w temperaturze dodatniej, do maksymalnie +60 °C, jak i wersje wzmocnione, mogące pracować w temperaturze od –40 °C do +75 °C.

Łatwa konfiguracja Nowe urządzenia umożliwiają konfigurację z poziomu konsoli, z użyciem kabla USB, podłączanego do gniazda USB Type B, zlokalizowanego na górze urządzenia. Producent odszedł tym samym od wymogu dostępności

Rozkład temperatury w obudowie starego i nowego typu

Przenośny konektorek ABC-02-USB do konfiguracji urządzeń serii EDS-G500E oraz EDS-G512E-8PoE

portu szeregowego w komputerze, którym chcemy dokonać konfiguracji switcha, za pomocą kabla szeregowego.

Switche mają również drugi port USB (Type A), służący do zapisu i odczytu konfiguracji urządzenia, bez użycia komputera. Dzięki temu można je konfigurować poprzez zgranie ustawień bezpośrednio z podłączonego do switcha, specjalnego konektorka (model ABC-02-USB).

Zastosowanie tego samego konektorka umożliwia również aktualizację oprogramowania (firmware) switcha.

Obsługa protokołów Nowe switche wspierają wszystkie protokoły, które wprowadzono do dotychczasowych urządzeń firmy Moxa. Mowa tutaj o różnych typach połączeń redundantnych, takich jak STP, RSTP, MSTP, redundancja w topologii pierścienia i wiele innych. Nowością jest wsparcie standardu Gigabit Ethernet na każdym z portów, a także wprowadzenie do oferty wkładki SFP z gniazdem RJ45. Dzięki zastosowaniu wkładek SFP z portami światłowodowymi można wydłużyć transmisję nawet do 120 km oraz zniwelować wpływ zakłóceń elektromagnetycznych na jakość

Monitorowanie parametrów pracy modułów SFP w switchach serii EDS-G500E

Fot. Elmark Automatyka

Standard Ethernet staje się dominującym protokołem komunikacyjnym

Monitorowanie pracy poszczególnych urządzeń, podpiętych do portów PoE switcha

PoE+

Fot. Elmark Automatyka

12-portowy, gigabitowy switch EDS-G512E-8PoE

transmisji sygnałów. Switche mają również możliwość monitorowania parametrów pracy każdego z zainstalowanych modułów SFP. Na wyposażeniu switchy znajdują się także konfigurowane przekaźniki alarmowe o obciążalności do 1 A, przy 24 V DC. Zaimplementowano także wsparcie dla standardu Precision Time Protocol (IEEE 1588 PTP) oraz nowego standardu IPv6.

REKLAMA

Wśród oferowanych urządzeń znajduje się również model EDS-G512E-9PoE, wyposażony w porty Power over Ethernet. Może on dostarczać do 36 W energii poprzez każdy z ośmiu portów PoE, zgodnie ze standardem 802.3.at PoE+.

Każdy z portów PoE może zostać skonfigurowany osobno pod względem maksymalnej wartości dostarczanej mocy czy harmonogramu pracy, dzięki czemu można sterować cyklicznym włączeniem i wyłączeniem odbiorników. Istnieje również możliwość cyklicznego odpytywania odbiorników, poprzez wykorzystanie polecenia ping, celem sprawdzenia, czy urządzenie jest dostępne w sieci. W przypadku braku odpowiedzi na kilka kolejnych zapytań, taki odbiornik może zostać

zrestartowany przez chwilowe odłączenie zasilania PoE z poziomu switcha.

Podobnie jak modele serii EDS-400, także nowe urządzenia wspierają protokoły PROFINET i EtherNet/IP. Dzięki temu switche są rozpoznawalne np. w oprogramowaniu Siemens Step7, RSLogix 5000 i Rockwell Automation Factory Talk View.

Kryspin Wach ELMARK Automatyka Sp. z o.o. ul. Niemcewicza 76 05-075 Warszawa Wesoła tel. 22 541 84 60 fax 22 541 84 61 e-mail: elmark@elmark.com.pl www.moxa.elmark.com.pl

NOWOŚCI PANELE OPERATORSKIE

Nowe panele HMI z serii NA firmy OMRON Firma Omron opracowała szybki i prosty panel HMI, który umożliwia

innych systemów automatyki, co skraca czas wdrożenia i zmniejsza złożoność programistyczną aplikacji.

szybkie tworzenie intuicyjnych

Układy IAG i grafiki

ekranów, wyświetlanych w ramach panelu operatora. Poprawia wydajność pracy i minimalizuje ewentualne przestoje. Nowy system zapewnia wgląd w aktualne, wyświetlane w czasie rzeczywistym, informacje o pracy maszyn oraz umożliwia podgląd danych historycznych.

Szybki i prosty panel operatorski HMI z serii NA firmy Omron został zaprojektowany w oparciu o staranną analizę wymagań klientów i stosowanych przez nich urządzeń. Wykorzystano w nim wyjątkowy i wszechstronny system Sysmac Studio, który nadaje się do zastosowania we wszelkich obszarach automatyki.

Obsługuje m.in. funkcje logiczne, kontrolę ruchu, systemy wizyjne i funkcje bezpieczeństwa. Oznacza to, że panel NA można zaprogramować przy okazji programowania

Aby jeszcze bardziej ułatwić tworzenie programów, panel NA został wyposażony w inteligentne oprzyrządowanie, zawierające elementy typowych aplikacji (IAG), które działają jak bloki funkcyjne.

Użytkownicy mogą także stworzyć dodatkowe układy IAG, dostosowane do własnych, konkretnych potrzeb. Pełne dostosowanie sposobu działania panelu maszyny jest możliwe dzięki zastosowaniu języka VB.net.

Panel NA zawiera także wstępnie skonfigurowane, animowane obiekty grafiki wektorowej, takie jak zbiorniki z wyciętymi otworami, ukazującymi poziom, oraz z zaworami prezentującymi swój stan – otwarty lub zamknięty. Dostępna jest też grafika przedstawiająca podstawowe elementy maszyny, takie jak zwijarki, owijarki, wielogłowicowe moduły ważące i wiele innych.

Promocja

Dostępne wersje Nowe panele operatorskie serii NA są dostępne z wyświetlaczami o przekątnych rzędu 7'', 9'', 12'' i 15''. Mają ekrany dotykowe, wykonane w technologii rezystancyjnej, która działa w sposób niezawodny nawet wtedy, gdy użytkownicy mają na sobie rękawiczki. Ponadto wyposażone są w trzy programowalne przyciski funkcyjne. Łączność z otoczeniem jest realizowana za pośrednictwem dwóch portów Ethernet, dwóch wejść USB i jednego wejścia szeregowego.

OMRON ELECTRONICS Sp. z o.o.

Zabezpieczenia i multimedia Zaimplementowany system wielopoziomowego uwierzytelniania i zabezpieczeń sprawia, że dostęp do panelu maszyny może być kontrolowany z poziomu użytkownika i przez niego ustanawiany. Ochrona hasła aplikacji,

Panele HMI z serii NA

74

odpowiedzialnych za kontrolę i bezpieczeństwo, jest także dostępna, wraz z ochroną przesyłu danych, mającą na celu wyłączenie nadpisywania i kopiowania.

Panel NA zapewnia również zaawansowane funkcje multimedialne, które umożliwiają korzystanie z szerokiego wachlarza multimediów, takich jak np. pliki PDF, materiały wideo i pliki danych, dzięki którym generowane widoki maszyny są zrozumiałe na pierwszy rzut oka. Możliwe jest także dołączanie filmów, ukazujących sposób wykonania poszczególnych procedur oraz załączanie dokumentacji w formacie PDF. Jest ona przechowywana w sposób trwały i gdy zajdzie potrzeba, można do niej uzyskać natychmiastowy dostęp.

ul. Cybernetyki 7A Budynek Luminar 02-677 Warszawa tel. 22 458 66 66 fax 22 458 66 60 e-mail: info.pl@eu.omron.com www.industrial.omron.pl

PREZENTACJA FIRMOWA NOWOŚCI

Polski producent transformatorów i innych elementów indukcyjnych, firma Eurotrafo, może pochwalić się 11-letnim doświadczeniem.

Na przestrzeni lat firma znacząco się rozwinęła i zdobyła zaufanie wielu zagranicznych partnerów oraz uzyskała certyfikaty potwierdzające jakość oferowanych wyrobów.

EUROTRAFO działa globalnie Firma Eurotrafo powstała w 2003 r. Początkowo zespół składał się z zaledwie siedmiu pracowników, ale obecnie rozrósł się już do 45 osób. Celem działania przedsiębiorstwa, od pierwszych dni jego powstania, była produkcja transformatorów i innych elementów indukcyjnych oraz wprowadzenie wyrobów na rynek krajowy i zagraniczny. Ten cel udało się osiągnąć – obecnie produkty Eurotrafo znajdują zastosowanie zarówno na polskim rynku, jak i w krajach Unii Europejskiej.

Produkty i ich zastosowania Wyroby firmy Eurotrafo są stosowane w wielu dziedzinach przemysłu, m.in. w: • spawalnictwie, • aparaturze łączeniowej, • kolejnictwie, • systemach oświetleniowych,

• instalacjach przemysłowych i domowych.

Pełna lista ich zastosowań jest jednak bardzo długa.

Wszystkie produkty Eurotrafo są projektowane i wykonywane według indywidualnych wymagań klientów. Dzięki wysoko wykwalifikowanej kadrze biuro projektowe firmy oferuje klientom także doradztwo techniczne. Pozwala to na stworzenie i wyprodukowanie nowoczesnych wyrobów, maksymalnie spełniających wszelkie wymagania odbiorców. Firma wykonuje także produkty w oparciu o dokumentację techniczną odbiorców, a wszystkie transformatory są produkowane zgodnie z wymaganiami norm europejskich.

Atuty i klienci Atutami firmy są także: • krótkie terminy realizacji zamówień,

• konkurencyjne ceny – zawsze negocjowane indywidualnie, • możliwość wytwarzania zarówno produktów jednostkowych, jak i długich serii wyrobów, • dogodne terminy i sposoby dostaw, • dogodne terminy płatności.

Klientami Eurotrafo są zarówno klienci indywidualni, małe i średnie firmy, jak i koncerny globalne.

W ostatnich pięciu latach firma cały czas inwestuje w rozwój przedsiębiorstwa, czego wynikiem są nowoczesny park maszynowy oraz nowy budynek firmy, dający możliwość elastycznego zwiększania zdolności produkcyjnych.

Od 2008 r. Eurotrafo ma certyfikat ISO 9001:2001, potwierdzany w kolejnych latach audytami. Obecnie posiadany ma oznaczenie FM 543913 i został wydany przez BSI, według normy ISO 9001:2008.

Eurotrafo jest także autoryzowanym dostawcą dla wielu znanych firm globalnych. Uzyskanie tego statusu było możliwe dzięki audytom, prowadzonym przez klientów firmy.

Fot. Omron, Eurotrafo

EUROTRAFO Sp. z o.o. ul. Rataja 16 96-100 Skierniewice tel. 46 833 42 30 fax 46 833 42 30 e-mail: firma@eurotrafo.net Transformator toroidalny

Promocja

Autotransformator

www.eufotrafo.net

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

75

NOWOŚCI PREZENTACJA FIRMOWA

Ruch wymaga energii, ale precyzyjny, szybki ruch powstaje tylko tam, gdzie wiedza i technologia idealnie się uzupełniają. Oba te elementy zapewnia SEW-Eurodrive, którego siłą jest wieloletnie doświadczenie w zakresie projektowania i budowy systemów napędowych.

Zapewniamy ciągłość produkcji

Kompleksowy pakiet serwisowy dla techniki napędowej SEW-Eurodrive Polska, oprócz dostarczania innowacyjnych produktów techniki napędowej, zapewnia kompletny zakres usług serwisowych na najwyższym poziomie. Postrzegamy usługi jako

76

Promocja

całościowy system, który uwzględnia wszystkie fazy życia produktu: od serwisu części zamiennych, napraw i monitorowania stanu, aż do usług związanych z modernizacją. Nasz kompleksowy pakiet usług CDS (Complete Drive Service) obejmuje zindywidualizowane rozwiązania, dostosowane do potrzeb klienta.

Hasłem przewodnim serwisu firmy SEW-Eurodrive jest „zielone światło dla Twojej produkcji”. Jako wiarygodny partner oferujemy pewność i bezpieczeństwo ciągłości produkcji, bez kosztownych przestojów.

Zakres usług serwisowych SEW-Eurodrive prowadzi serwis i wykonuje remonty: • przekładni, • silników, • motoreduktorów wszelkich typów, • falowników i elektroniki SEW-Eurodrive.

SEW-Eurodrive, bazując na nieustannie rozwijanej sieci serwisowej, podejmuje się serwisowania przekładni i motoreduktorów nie tylko własnej produkcji. Realizowane są zarówno naprawy w trybie selektywnym, w których wymianie podlegają jedynie uszkodzone części, jak i remonty główne, po których klient otrzymuje roczną gwarancję.

Wykorzystanie oryginalnych podzespołów i markowych normaliów do działań serwisowych, to sposób na wieloletnią, bezawaryjną pracę.

Gotowość do podjęcia działań w trybie 24 godzin na dobę, 7 dni w tygodniu oraz bogate zaplecze części zamiennych i możliwość ekspresowego zmontowania motoreduktora, stanowią zabezpieczenie ciągłości produkcji naszych klientów.

Serwis SEW-Eurodrive deklaruje również dostępność inżynierów-automatyków, dla potrzeb uruchomienia lub optymalizacji pracy linii produkcyjnej, aby umożliwić jeszcze lepsze

Fot. SEW-Eurodrive Polska

Współczesny rynek B2B obejmuje nie tylko sprzedaż produktów, ale też kompleksowy zakres usług, począwszy od doradztwa, poprzez sprzedaż, a kończący się na posprzedażowym pakiecie usług serwisowych.

wykorzystanie potencjału nych komponentów.

dostarczo-

Prewencyjna obsługa serwisowa W ramach prewencyjnej obsługi serwisowej mieści się szereg usług, wykonywanych przez SEW-Eurodrive.

Diagnostyka Wykonujemy diagnostykę stetoskopem elektronicznym pracy łożysk i zazębień przekładni. Badanie to pozwala na bezpośrednie zlokalizowanie zużytych lub uszkodzonych łożysk i kół zębatych. Łatwość diagnozowania tą metodą stanowi o jej dużej popularności, zarówno w zleconych, jednorazowych pracach diagnostycznych, jak i regularnych przeglądach, w ramach usługi CDM.

Ocena wizualna Pracownicy firmy SEW-Eurodrive prowadzą wizualną ocenę stanu zazębień oraz otwartych łożysk przekładni z wykorzystaniem endoskopu. Badanie endoskopem daje możliwość bezinwazyjnej (za wyjątkiem odkręcenia pokrywy przekładni) analizy stanu technicznego zębów oraz innych elementów przekładni, w miejscu jej zamontowania.

Ruchoma sonda endoskopu SKF TKES 10 pozwala na ocenę stanu elementów tocznych i bieżni łożysk, zabudowanych w korpusie przekładni.

Inne usługi Oprócz typowych usług związanych z serwisem napędów marki SEW-Eurodrive, firma wykonuje też inne czynności zgodne z potrzebami swoich klientów.

Termografia Metoda ta pozwala na określenie poziomów i rozkładów temperatury na korpusie przekładni lub wewnątrz szafy sterowniczej. W znaczącym stopniu upraszcza bezpośrednią lokalizację węzłów cieplnych, a także pozwala monitorować zachowanie jednostek napędowych podczas rozruchu. Zdjęcia wykonywane są kamerą FLIR T420.

Fot. SEW-Eurodrive Polska

Diagnostyka wibracyjna Jest to bazująca na pomiarach akcelerometrem, metoda regularnej diagnostyki prewencyjnej. Świetne narzędzie długoterminowego monitoringu stanu technicznego, z naciskiem na pomiary prowadzone okresowo w celach porównawczych. Do badań wykorzystuje się analizator VIBXpert firmy Prüftechnik.

Usługa montażu i demontażu W oparciu o wieloletnie doświadczenie w obsłudze i serwisowaniu urządzeń napędowych, nie tylko firmy SEW-Eurodrive, możemy zaoferować wsparcie zarówno podczas montażu czy demontażu, jak i w trakcie wymiany jednostki napędowej na inną. Usługi te wykonywane są za pomocą wysokiej klasy narzędzi, przez pracowników z wieloletnim stażem, w dowolnym miejscu w Polsce i o dowolnej porze.

Nadzór nad montażem lub uruchomieniem

diagnostycznych, co gwarantuje długoletnią i bezawaryjną pracę maszyn.

Serwis napędów innych producentów Dysponując bogatym zapleczem praktycznym i magazynowym, serwisujemy również komponenty napędowe innych producentów. Remonty podstawowe, obejmujące wymianę łożysk i uszczelnień, są dla nas codzienną praktyką.

Co nas odróżnia?

Jesteśmy w trakcie procesu ciągłego doskonalenia, poprzez inwestowanie w nowoczesne zaplecze serwisowe oraz dokształcanie kadry technicznej.

Działania te otwierają nowe możliwości i poszerzają zakres usług serwisowych SEW-Eurodrive o obsługę wielkogabarytowych przekładni przemysłowych. Nie boimy się wyzwań – sami je kreujemy!

Wytyczamy ścieżki rozwoju, gdyż jako liderzy rynku techniki napędowej, chcemy być prekursorami zmian w podnoszeniu standardów obsługi serwisowej.

Szczegóły oferty serwisowej są dostępne na stronie www.sew-serwis.pl.

Na zdjęciach przedstawiono usługi serwisowe SEW wykonywane na terenie Dalkia Łódź – elektrociepłownia EC4.

Podziękowanie dla firmy DALKIA ŁÓDŹ S.A. za udostępnienie instalacji.

SEW-Eurodrive Polska Sp. z o.o. ul. Techniczna 5, 92-518 Łódź

Pracownicy serwisu SEW-Eurodrive mogą asystować podczas uruchamiania napędów. W trakcie tej czynności korzystają z dostępnych urządzeń

tel. 42 293 00 30 linia serwisowa 24/7: 602 739 739 e-mail: serwis@sew-eurodrive.pl www.sew-eurodrive.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

77

WYDARZENIA RELACJE

XVIII Krajowa Konferencja Automatyki Konferencji Automatyki.

KKA, z blisko 60-letnią tradycją, stanowi krajowe forum prezentacji osiągnięć naukowych ośrodków akademickich i jednostek badawczych w dziedzinach automatyki i robotyki.

Gospodarzem XVIII Krajowej Konferencji Automatyki, która odbyła się w dniach 8–10 września 2014 r. we Wrocławiu, był Instytut Informatyki Wydziału Informatyki i Zarządzania Politechniki Wrocławskiej. Funkcję przewodniczącego Komitetu Organizacyjnego pełnił prof. Jerzy Świątek.

Rolę przewodniczącego Komitetu Programowego XVIII KKA powierzono przewodniczącemu Komitetu Automatyki i Robotyki PAN – prof. Krzysztofowi Malinowskiemu, a w jego skład weszli członkowie tego komitetu, wybrani spośród najwybitniejszych polskich

Otwarcie XVIII KKA uświetnił prof. Cezary Madryas – Prorektor ds.

Rozwoju PWr oraz prof. Zdzisław Szalbierz – dziekan Wydziału IiZ

78

specjalistów w dziedzinach automatyki i robotyki.

Komitet Programowy KKA 2014 zakwalifikował 62 referaty. Do wygłoszenia referatów plenarnych zostali zaproszeni: • prof. Tadeusz Kaczorek – Influence of the value of discretization step on the stability of positive and fractional systems, • prof. Krzysztof Malinowski – Remarks on Optimizing versus Regulatory Control of Dynamic Systems: Transmission Operation Optimizer for Toronto Water System,

Prof. Jerzy Świątek i prof. Tadeusz Kaczorek składają życzenia prof. Jerzemu Klamce

Fot. K. Mazur (Politechnika Wrocławska)

Za nami kolejna odsłona Krajowej

• prof. Jacek Kluska – Wybrane zastosowania analitycznych metod modelowania rozmytego i inteligencji obliczeniowej, • prof. Adam Czornik – Charakterystyki liczbowe dyskretnych układów liniowych, • prof. Krzysztof Tchoń – Roboty społeczne, • prof. Andrzej Bartoszewicz – Ślizgowe sterowanie dyskretnymi i ciągłymi obiektami dynamicznymi, • prof. Marek Pawełczyk – Nowoczesne metody nauczania w technicznej uczelni wyższej, • prof. Marcin Witczak – Challenges and solutions in modern control and fault diagnosis systems.

Tematyka konferencji była bardzo różnorodna – obejmowała szeroko pojętą problematykę naukową i naukowo-techniczną związaną z automatyką oraz teorią sterowania i wykraczała poza tradycyjny

zakres automatyki. Odpowiada to aktualnym trendom rozwojowym tej dziedziny.

Obrady Konferencji odbywały się w jedenastu sekcjach tematycznych: Badania operacyjne, Identyfikacja systemów, Modelowanie i symulacja, Regulacja predykcyjna, Robotyka, Rozpoznawanie obiektów, Sterowanie w systemach energetycznych, Sterowanie w żegludze, Sztuczna inteligencja, Teoria sterowania, Zastosowania teorii sterowania.

W ostatnim dniu konferencji odbyła się sesja specjalna poświęcona działalności prof. Jerzego Klamki, w trakcie której referaty naukowe wygłosili jego wychowankowie i przyjaciele.

Poziom naukowy konferencji znacznie przewyższył oczekiwania. Stało się tak, gdyż konferencja zgromadziła liczną grupę profesorów – autorytetów w różnych obszarach automatyki, obecnych było 21 członków Komitetu Automatyki i Robotyki PAN. Licznie byli również

reprezentowani najmłodsi pracownicy nauki, którzy efektywnie wykorzystali czas konferencji na zdobywanie doświadczeń i podpatrywanie mistrzów.

Miłym akcentem było rozstrzygnięcie konkursu dla młodych naukowców. Wyróżniono pracę dr. Jakuba Tomczaka – Relaxed information theoretic regularization for Restricted Boltzmann Machine.

Wszystkie referaty zostały przekazane uczestnikom KKA na płytach CD. Wygłoszone referaty zostaną wydane w formie książki w serii Monografie Komitetu Automatyki i Robotyki PAN. Kolejna Krajowa Konferencja Automatyki odbędzie się za trzy lata. Decyzja o jej miejscu i lokalnym organizatorze zostanie podjęta na najbliższym posiedzeniu Komitetu Automatyki i Robotyki PAN.

dr inż. Małgorzata Kaliczyńska PAR

Fot. K. Mazur (Politechnika Wrocławska)

Pamiątkowe zdjęcie uczestników XVIII Krajowej Konferencji Automatyki 2014

Robot społeczny FLASH, ilustrujący wykład prof. Krzysztofa Tchonia, prezentuje swoje społecznościowe cechy i umiejętności

Prof. Tadeusz Kaczorek i prof. Jerzy Józefczyk nagradzają młodego naukowca dr. Jakuba Tomczaka – autora najlepszej pracy

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

79

WYDARZENIA ZAPOWIEDZI

Seminaria naukowe PIAP Semestr XLIII „Jesień 2014” Nowości w dziedzinie automatyki, robotyki i przemysłowej techniki pomiarowej 14 października 2014 r. (wtorek) godz. 1100 „Nowe technologie wdrażane przez Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych” – prof. dr hab. inż. Mirosław Kowalski, Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych W wystąpieniu zawarte będą aspekty organizacyjno-prawne działalności Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, główne kierunki prac naukowo-badawczych realizowanych w Instytucie, uzyskane z tego tytułu nagrody i wyróżnienia oraz możliwości współpracy z innymi instytucjami w kraju i zagranicą.

21 października 2014 r. (wtorek) godz. 1100 „Optymalne ślizgowe sterowanie dyskretnymi i ciągłymi obiektami dynamicznymi” – prof. dr hab. inż. Andrzej Bartoszewicz, Instytut Automatyki, Politechnika Łódzka W referacie przedstawione zostaną podstawowe pojęcia i koncepcje sterowania ślizgowego oraz efekt szarpania (chattering). Wskazane zostaną aktualne kierunki badań w zakresie sterowania o zmiennej strukturze z ruchem ślizgowym. Rozważane będą zarówno regulatory ciągłe, jak i dyskretne. Omówione zostaną zagadnienia optymalnego wyboru stacjonarnych i niestacjonarnych powierzchni ślizgowych, eliminacji fazy osiągania ruchu ślizgowego i projektowania regulatorów metodą predefiniowanych przebiegów zmiennej przełączającej.

4 listopada 2014 r. (wtorek) godz. 1100 „Pomiar siły, ciśnienia, momentu obrotowego oraz wibracji czujnikami firmy KISTLER”

80

– mgr inż. Paweł Fałek, mgr inż. Tomasz Szymala, Kistler Eastern Europe s. r. o., Czech Republik Szwajcarska firma Kistler należy do grona światowych liderów w produkcji czujników siły, momentu obrotowego, a także ciśnienia i przyspieszenia. Firma specjalizuje się przede wszystkim w sensorach wykonanych w technologii piezoelektrycznej wykorzystywanych w aplikacjach dynamicznych i quasi-statycznych. Unikalną cechą czujników piezoelektrycznych jest możliwość dokonywania precyzyjnych pomiarów w bardzo dużym zakresie wartości.

18 listopada 2014 r. (wtorek) godz. 1100 „Tomografia wiroprądowa – bariery, wyzwania, zastosowania” – prof. dr hab. inż. Roman Szewczyk, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP W referacie przedstawione są nowe możliwości przemysłowego zastosowania tomografii wiroprądowej.

Omówione są najważniejsze problemy związane z analizą sygnału z tomografu wiroprądowego oraz nowe możliwości tej analizy z wykorzystaniem metody elementów skończonych.

Przestawiona jest także koncepcja systemu wykorzystującego algorytm obliczeń równoległych do analizy sygnału z tomografu wiroprądowego.

2 grudnia 2014 r. (wtorek) godz. 1100 Wybrane przykłady wdrożeń przemysłowych PIAP „Wyznaczenie macierzy sztywności materiałów FDM w celu prowadzenia komputerowych symulacji wytrzymałościowych”

– mgr inż. Maciej Cader, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP W wystąpieniu przedstawione będą wyniki badań materiałów niemetalowych przeznaczonych do zastosowania w technologii przyrostowego wytwarzania elementów konstrukcji maszyn. Omówiona zostanie metodologia przygotowania wybranych parametrów numerycznych – macierzy sztywności materiału, wymaganych do przeprowadzenia analizy MES. Praca dotyczy estymacji wytrzymałości części tworzonych z materiału ABS-M30, dedykowanego do zastosowania w zaawansowanych centrach wytwórczych. „PIAP Design – realizacja nietypowych zleceń dla przemysłu” – mgr inż. Maciej Cader, inż. Bartosz Blicharz, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP W wystąpieniu przedstawione zostanie laboratorium technologii wytwarzania przyrostowego PIAP. Omówione będą przykładowe zrealizowane aplikacje oraz możliwości laboratorium pod kątem realizacji zleceń dla przemysłu.

16 grudnia 2014 r. (wtorek) godz. 1100 „Kultura języka polskiego – problemy ortograficzne związane z zapisem tytułów dokumentów, programów, projektów i nazw wyrobów przemysłowych” – prof. dr hab. Radosław Pawelec, Instytut Dziennikarstwa, Uniwersytet Warszawski Zostanie omówiona norma ortograficzna dotycząca zapisu tytułów książek, czasopism i dokumentów prawnych, zapis tytułów w uzusie – dawniej i dziś, użycie wielkiej litery, kursywy i cudzysłowu, zróżnicowanie

13 stycznia 2015 r. (wtorek) godz. 1100

Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Stanowisko zaprojektowane i wykonane w PIAP dla firmy Intemo S.A. w Piotrkowie Kujawskim miało na celu całkowite zautomatyzowanie podawania metalowych wkładek do formy wtryskarki. Metalowe wkładki, czyli specjalne śruby, były do tej pory w matrycę wtryskarki wkładane ręcznie. Praca dla operatora była uciążliwa, a cykl pracy wtryskarki długi. Wykonane stanowisko w pełni automatycznie współpracuje z wtryskarką i zapewnia krótki czas cyklu pracy wtryskarki.

Wybrane przykłady wdrożeń przemysłowych PIAP

20 stycznia 2015 r. (wtorek) godz. 1100

nazw tytułów dokumentów, programów, projektów itp., wynikające z przystąpienia Polski do Unii Europejskiej oraz udziału w międzynarodowej wymianie naukowej i technicznej, problemy związane z zapisem nazw wyrobów przemysłowych w przeszłości i obecnie, możliwości zastosowania dotychczasowych regulacji ortograficznych w odniesieniu do nowych zjawisk, ustalenia Rady Języka Polskiego oraz propozycje własne.

„Urządzenie do zautomatyzowanej produkcji topików, jako element linii produkcji wkładek bezpiecznikowych WT” – mgr inż. Zbigniew Pilat, mgr inż. Wojciech Klimasara, mgr inż. Wiesław Kopacz, mgr inż. Michał Smater, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Firma ETI POLAM, producent wkładek bezpiecznikowych WT, od kilku lat realizuje program automatyzacji procesu produkcji wkładek. Istotnym etapem było wdrożenie przez PIAP dwóch urządzeń do zautomatyzowanego montażu końcowego wkładek.

Kolejnym przedsięwzięciem z udziałem PIAP jest opracowanie urządzenia do produkcji topików. W ramach seminarium zostanie omówiona ogólna koncepcja całego urządzenia oraz wybrane problemy techniczne. „Automatyzacja podawania metalowych wkładek do formy wtryskarki” – mgr inż. Marek Grabiński, mgr inż. Paweł Jagiełło, mgr inż. Arkadiusz Myśliwiec, mgr inż. Lech Nowakowski, mgr inż. Bogusław Rybałtowski, mgr inż. Paweł Stańdo,

Sesja dotycząca problematyki robotowej, organizowana wspólnie przez Komitet Robotyki Polskiego Stowarzyszenia Pomiarów, Automatyki i Robotyki POLSPAR oraz PIAP „Mobilne roboty hybrydowe i roboty o zmiennej konfiguracji – wybrane rozwiązania konstrukcyjne oraz problemy syntezy, stabilizacji i opisu ruchu” – dr hab. inż. Maciej Trojnacki, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP W ramach referatu zaprezentowane zostaną wybrane rozwiązania konstrukcyjne mobilnych robotów hybrydowych i robotów o zmiennej konfiguracji. Na dwóch przykładach omówione zostaną problemy syntezy, stabilizacji i opisu ruchu tego typu robotów. Pierwszy przykład będzie koncentrował się na robocie hybrydowym Skradek, w którym przedstawiony zostanie jego model i przykładowe wyniki badań symulacyjnych.

Drugi przykład będzie dotyczył robota o zmiennej konfiguracji Cameleon, dla którego zostaną pokazane wyniki badań symulacyjnych w programie MD Adams.

Seminaria odbywają się w Centrum Konferencyjnym Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów PIAP w Warszawie, Al. Jerozolimskie 202.

Sekretarz naukowy seminariów – dr inż. Jadwiga Konopa, tel. 87 40 205; e-mail: jkonopa@piap.pl.

„Mobilna Platforma Inspekcyjna do zastosowań w górnictwie – wyniki projektu, zastosowanie norm ATEX w praktyce” – mgr inż. Maciej Cader, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP W wystąpieniu zostanie przedstawiony proces budowy Mobilnej Platformy Inspekcyjnej, dedykowanej do pracy w strefach zagrożonych wybuchem metanu i/lub pyłu węglowego.

Omówiony będzie dobór różnych technik przeciwwybuchowych, realizowanych w celu dopuszczenia MPI do pracy w strefach wybuchowych.

Przedstawione zostaną koncepcje budowy mechanicznej, napędowej i wyposażenia elektronicznego robota. „Zastosowanie miękkich metod obliczeniowych w aktywnym tłumieniu drgań w systemach typu underactuated” – dr inż. Jarosław Smoczek, prof. dr hab. inż. Janusz Szpytko, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Tematem referatu jest zastosowanie logiki rozmytej oraz arytmetyki interwałowej w projektowaniu układów sterowania obiektami nieliniowymi aproksymowanymi modelami liniowymi o zmiennych parametrach.

Skuteczność zaproponowanych rozwiązań została zweryfikowana badaniami eksperymentalnymi przeprowadzonymi na obiekcie laboratoryjnej suwnicy pomostowej. „Główne dylematy etyczne w obszarze robotyki wojskowej” – mgr Karolina Zawieska, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Podczas wystąpienia omówione zostaną główne dylematy etyczne związane z wykorzystaniem robotów wojskowych. Po krótkim omówieniu podstawowych koncepcji etycznych, przedstawione zostaną dylematy etyczne związane zarówno z zastosowaniami robotów, jak i nowymi rolami żołnierzy. Następnie omówione zostaną główne regulacje prawne w tym zakresie, zakończone podsumowaniem wystąpienia w ujęciu człowiek-robot.

Sekretariat seminariów – tel. 87 40 146; adres: 02-486 Warszawa Al. Jerozolimskie 202.

dr inż. Jadwiga Konopa

Streszczenia referatów znajdują się na stronie www.piap.pl -> działalność naukowa -> seminaria.

Sekretarz naukowy seminariów Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

81

FORUM MŁODYCH WYDARZENIA

Regionalne Centrum Naukowo-Technologiczne w Podzamczu Chęcińskim (woj. świętokrzyskie) gościło w dniach 5–7 września 2014 r. uczestników międzynarodowych zawodów łazików marsjańskich European Rover Challenge (ERC). Organizatorem było stowarzyszenie Mars Society Polska – polski oddział The Mars Society.

ERC 2014 to pierwsza europejska edycja zawodów University Rover Challenge (URC) organizowanych od 2007 r. przez The Mars Society w Stanach Zjednoczonych. Liczba polskich drużyn biorących udział w URC co roku rośnie, odnoszą także znaczące sukcesy – od początku startów Polacy trzykrotnie zajęli pierwsze miejsce (także w tym roku). Organizacja europejskiej edycji URC w Polsce cieszyła się dużym wsparciem ze strony The Mars Society, czego przejawem była m.in. wizyta dr. Roberta Zubrina – założyciela i prezesa The Mars Society.

Zawody zorganizowano na terenie Regionalnego Centrum Naukowo-Technologicznego (RCN-T) w Podzamczu Chęcińskim. Celem konkursu było

82

przetestowanie studenckich konstrukcji łazików marsjańskich w warunkach podobnych do tych występujących na Marsie. W Stanach Zjednoczonych jest to pustynia w stanie Utah, natomiast w Polsce był to wydzielony teren RCN-T pokryty czerwoną ziemią przywiezioną ze żwirowni koło Chęcin. W tegorocznej edycji ERC wzięło udział dziewięć zespołów, w tym sześć z Polski i po jednym z Kolumbii, Indii i Egiptu. Niestety, zabrakło zespołu z Politechniki Białostockiej, kilkukrotnego zwycięzcy zawodów URC. Konkurs składał się z czterech konkurencji: • terenowa – jazda po określonym terenie na podstawie wyznaczonych współrzędnych geograficznych

(tzw. jazda „na ślepo” bez użycia kamer), • naukowa – pobranie i dostarczenie do bazy próbek gleby (kamieni i materiału sypkiego), • inżynierska – przełączenie włączników na panelu kontrolnym oraz pomiar prądu i napięcia (symulacja reaktora), • transportowa – pobranie i dostarczenie na stanowiska robocze niewielkich ładunków.

Ponadto każdy zespół miał za zadanie zaprezentowanie łazika. Zespoły mogły otrzymać dodatkowe punkty za każdy kilogram konstrukcji poniżej przewidzianego limitu (50 kg). Łaziki biorące udział w konkursie nie są gotowymi pojazdami, ale platformami testowymi. Z tego względu często wymagają dalszych prac i nie zawsze sprawdzają się podczas realizacji określonych zadań. Zadania konkursowe nie należą do łatwych.

Przykładowo, jednym ze sposobów gwarantujących przejazd łazika po zadanej trasie bez pomocy kamer, byłoby wyposażenie robota w autonomię, co w praktyce nadal stanowi duże wyzwanie techniczne dla konstruktorów. Takie rozwiązanie zostało zastosowane tylko przez jeden zespół.

Fot. K. Zawieska (PIAP)

European Rover Challenge 2014

Fot. K. Zawieska (PIAP)

Eksponat na wystawie „Świat Leonarda da Vinci”

Zwycięski łazik Scorpio z Politechniki Wrocławskiej

Zespół i łazik z SRM University, Indie

Teren wydzielony do zadań konkursowych

Organizatorzy oraz zespoły borykali się z różnorodnymi problemami technicznymi (np. dotyczącymi łączności czy zasilania). W konsekwencji niektórych zadań nie udało się wykonać lub zostały wykonane częściowo. Mimo to sędziowie wysoko ocenili konstrukcje łazików i ich działanie. Bardzo dobrze sprawdził się przygotowany teren, nie zawiodła pogoda (nie było potrzebny użycia namiotu przygotowanego na wypadek deszczu).

Konkurs wygrał, ze zdecydowaną przewagą punktową (362 punkty), zespół z Politechniki Wrocławskiej z łazikiem Scorpio, który wielokrotnie i z powodzeniem uczestniczył w zawodach URC. Drugie miejsce zajęła drużyna Politechniki Świętokrzyskiej Impuls (178 punktów), a trzecie zespół z uniwersytetu w Kairze w Egipcie (121 punktów).

Konkursowi ERC towarzyszyła międzynarodowa konferencja „Człowiek w Kosmosie”, czyli „Humans in Space” (nazwa zbieżna z nazwą innej konferencji znanej w tym środowisku – „IAA Humans in Space Conference”).

Trzydniowa konferencja poświęcona była takim tematom, jak przedsiębiorczość, innowacja, edukacja i medycyna w kontekście

załogowych misji kosmicznych. Wzięło w niej udział wielu specjalistów z branży kosmicznej z Polski i zagranicy, w tym prof. G. Scott Hubbard ze Stanford University, od wielu lat związany z NASA (w przeszłości odpowiedzialny m.in. za marsjańską misję Pathfinder). W odróżnieniu od URC, konkurs ERC był otwarty dla publiczności (według danych RCN-T liczba gości sięgnęła 20 tys.). Widzowie zwiedzali stoiska i uczestniczyli w eksperymentach zorganizowanych w ramach Pikniku Naukowo-Technologicznego. Piknik związany był z tematyką kosmiczną i lotniczą oraz robotyką (zwłaszcza pod kątem zabaw dla dzieci), a także geologią (dziedzina szczególnie rozwinięta w woj. świętokrzyskim). Imprezie towarzyszyło otwarcie Centrum Nauki Leonardo da Vinci w Podzamczu – bardzo ciekawej wystawy poświęconej Leonardowi da Vinci i jego wynalazkom. Zaprezentowano m.in. robota-żołnierza, „Kodeks o Lataniu” przedstawiający studia Leonarda da Vinci nad lotem ptaków oraz modele maszyn. Wystawa będzie otwarta przez rok.

Podczas konkursu ERC specjalnie dla publiczności zadania wykonywane przez łaziki były na

bieżąco komentowane przez ich konstruktorów, natomiast dzieci mogły przymierzać imitacje miniaturowych skafandrów kosmicznych (projekt austriackiego stowarzyszenia OeWF).

Udział we wszystkich wydarzeniach był bezpłatny. Impreza cieszyła się także dużym zainteresowaniem głównych mediów krajowych.

Podsumowując, Polska nie tylko stała się członkiem European Space Agency (ESA) i podjęła decyzję o utworzeniu Polskiej Agencji Kosmicznej (POLSA), ale także zaistniała jako organizator oddolnych inicjatyw, mających na celu rozwój i popularyzację wiedzy na temat kosmosu i łazików marsjańskich. Otwarcie konkursu ERC dla publiczności oraz połączenie go z konferencją i Piknikiem Naukowo-Technologicznym pokazało, że Polacy nie tylko promują ideę konkursu URC, ale także aktywnie współtworzą międzynarodowe środowisko naukowców i pasjonatów Marsa i kosmosu.

Karolina Zawieska Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

83

NAUKA

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0

Sterowanie hybrydowym systemem grzewczym Wojciech Grega, Wojciech Kreft AGH Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej

Streszczenie: W artykule przedstawiono problematykę sterowania hybrydowym systemem grzewczym. System ten ma dwa źródła ciepła: sieć miejską oraz kocioł na biomasę ze zbiornikiem akumulacyjnym. Sterowanie tym systemem wymaga odpowiedniej koordynacji pracy obu źródeł. Wartości sterowań dostarcza rozwiązanie odpowiedniego zadania optymalizacji.

Słowa kluczowe: hybrydowy system grzewczy, sterowanie, optymalizacja, biomasa, energia odnawialna DOI: 10.14313/PAR_212/84

1. Wprowadzenie Hybrydowe systemy grzewcze składają się z co najmniej dwóch źródeł mocy grzewczej. Najczęściej jedno jest źródłem podstawowym instalacji grzewczej, a drugie jest źródłem dodatkowym, które pełni rolę pomocniczą. W opisywanym przypadku podstawowym źródłem ciepła jest miejska sieć ciepłownicza, zaś źródłem pomocniczym – instalacja grzewcza kotła na biomasę. Podstawowe źródło grzewcze pracuje nieustannie, natomiast zadaniem dodatkowego źródła jest uzupełnianie mocy w chwilach szczytowego popytu na moc grzewczą, który przekracza możliwości realizacji przez podstawowe źródło grzewcze [1] (rys. 1).

Pojawia się zatem następujący problem sterowania: kiedy i z jaką intensywnością należy wykorzystywać dodatkowe

P

20

CO

[GJ/h]

Zapotrzebowanie szczytowe

18 16 14

źródło grzewcze, aby dostarczana moc grzewcza jak najdokładniej pokrywała się z popytem?

Popyt na moc grzewczą zależy przede wszystkim od temperatury zewnętrznej, ale również od pojemności cieplnej systemu. Zależy oczywiście także od izolacji cieplnej ścian budynku, gdyż straty mocy grzewczej trzeba ciągle uzupełniać. Problemy równoważenia popytu i podaży, czyli bilansowania, występują szczególnie w systemach grzewczych obejmujących wiele budynków, a zasilanych z jednego centralnego wymiennika ciepła [1, 7]. Może się ono odbywać w obszarze użytkownika lub w obszarze dostawcy.

Miarą jakości sterowania będzie wówczas różnica między popytem a podażą w czasie pracy dodatkowej instalacji grzewczej. Czas pracy tej instalacji zaczyna się od chwili rozpoczęcia procedury dogrzewania (po wcześniejszych obniżkach temperaturowych) do chwili, gdy budynek został już dogrzany do temperatury komfortowej. Wówczas dodatkowe źródło grzewcze jest wyłączane, zaś podstawowe źródło pracuje jedynie po to, aby utrzymać ustalone już warunki komfortu termicznego. Podstawowym problemem jest ustalenie momentu, w którym należy rozpocząć wykorzystywanie dodatkowego źródła oraz dobranie intensywności jego działania w funkcji czasu. Aby zrealizować takie działania, potrzebny jest odpowiedni algorytm i system sterowania. Zarówno zbyt wczesne, jak i zbyt późne użycie dodatkowego źródła grzewczego spowoduje straty ekonomiczne.

Z punktu widzenia wytwarzania, przesyłu i akumulacji mocy grzewczej, hybrydowe systemy grzewcze funkcjonują podobnie jak systemy generacji rozproszonej w elektroenergetyce [4]. W przypadku energetyki cieplnej, rozproszone źródła są na ogół odnawialne, jak np. kolektory słoneczne, pompy ciepła, kotły na olej lub gaz, czy też kotły na biomasę w połączeniu z systemami magazynowania takimi jak zbiorniki akumulacyjne.

12

2. Warstwowy system sterowania

10 8 6 4 2 0

0

1

2

3

2008.01.28 00:00

4

5

6

- 2008 .02.03 23:59

Rys. 1. Przykład wartości szczytowych mocy grzewczej Fig. 1. An example of heat power peak demands

84

7

Zadanie sterowania rozpatrywanym systemem grzewczym [5] polega na utrzymywaniu temperatury zadanej w budynku. W tym systemie występują stany ustalone i przejściowe. W stanach ustalonych do ogrzewania budynku służy sieć miejska. W stanach przejściowych, przy zmianie wartości zadanej temperatury pomieszczeń, stosuje się

dodatkowe źródło cieplne, jakim jest zbiornik akumulacyjny, w którym gromadzone jest ciepło ze spalania biomasy w kotle. Celem użycia dodatkowego źródła cieplnego jest polepszenie dynamiki nadążania za zadanym profilem temperatury pomieszczeń.

Podstawowe sterowanie polega na zmianie przepływu masowego Fm medium grzewczego (rys. 2) po pierwotnej stronie wymiennika ciepła „MPEC”. Jednak bardzo ważnym elementem analizowanego systemu ciepłowniczego jest kocioł na biomasę. O ile ze strony sieci miejskiej następuje tylko przekaz energii cieplnej do instalacji wewnętrznej budynku, o tyle w przypadku kotła na biomasę oprócz przekazu ciepła, następuje dodatkowo jego wytworzenie.

temperatury pomieszczeń, gdyż podstawowe źródło energii cieplnej (sieć miejska) wówczas nie wystarcza.

Sterowanie stabilizujące wykorzystuje sygnał zwrotny, którym jest temperatura pomieszczeń Tp (rys. 3). Sygnałem sterującym jest przepływ masowy Fm po stronie pierwotnej wymiennika ciepła „MPEC”. Podobne rozwiązanie często stosuje się w węzłach ciepłowniczych budynków, choć na ogół sygnałem zwrotnym jest temperatura wody zasilającej, porównywana z temperaturą zadaną tejże wody, wynikającą z tzw. krzywych grzewczych i poprawek na obniżenie mocy dostarczanej [3, 6].

Sterowanie lokalne (feedforward) jest sterowaniem mocą grzewczą gromadzoną i dostarczaną ze zbiornika akumulacyjnego. Polega ono na doborze wielkości, którymi są: masa wsadowa (masa) i czas, w którym następuje jej rozpalenie w kotle (τ). Czas τ poprzedza chwilę t0, w której następuje zmiana wartości zadanej temperatury pomieszczeń z temperatury obniżonej na temperaturę komfortową. Czas t0 zmiany tej wartości zadanej jest określany przez sterowanie nadrzędne, jako profil Tp_zad.

Ciepło ze zbiornika akumulacyjnego zaczyna być przekazywane do instalacji wewnętrznej budynku poprzez wymiennik ciepła „BIOMASA” w tej samej chwili t 0. Wcześniej bowiem wymiennik ciepła „BIOMASA” nie pracuje, w związku z tym Rys. 2. Schemat badanego systemu ciepłowniczego wraz ze sterowaniami media płyną bocznymi obejFig. 2. The scheme of analyzed heating system with control signals ściami (rys. 2). Przez ten czas nagrzewa się zbiornik akumulacyjny po to, aby z chwilą t0 rozpocząć dostarczanie do Dla rozważanej instalacji kotła na biomasę, przyjętymi instalacji wewnętrznej budynku (za pośrednictwem wymiendecyzjami sterującymi są: masa wsadowa oraz moment nika „BIOMASA”) odpowiednią moc grzewczą. Sygnałami rozpalenia kotła. Założono, że obie pompy cyrkulacyjne wejściowymi dla wymiennika „BIOMASA” są temperatura oraz wentylator do podawania strumienia powietrza do T1 oraz binarna zmienna U. Schemat przedstawiający zasadę komory spalania w kotle dostarczają stałe wartości przewspółpracy poszczególnych warstw sterowania przedstapływów masowych.

System sterowania składa się z trzech warstw (rys. 2). wiono na rys. 3.

Najwyższa warstwa realizuje sterowanie nadrzędne. Wypra3. Optymalizacja sterowania instalacją cowuje ono wartość zadaną temperatury pomieszczeń, która następnie jest realizowana przez pozostałe warstwy sterowania. Wybór wartości zadanej temperatury pomieszczeń Warstwa sterowania nadrzędnego określa profil wartości zadanej temperatury budynku Tp_zad w taki sposób, że przed lub ogólnie profilu temperaturowego będzie następował na chwilą t0, Tp_zad jest obniżona, a od chwili t0, Tp_zad jest tempodstawie pewnych nadrzędnych przesłanek, takich jak peraturą komfortową. Sterowanie stabilizujące realizowane predykcja temperatury zewnętrznej czy kwestie ekonojest za pomocą regulatora PID o optymalnych nastawach, miczne [2]. Niższą warstwą sterowania jest sterowanie stabiuzyskanych w wyniku procedury projektowania w środolizujące, wpływające na ilość energii cieplnej dostarczanej wisku MATLAB/Simulink. Zadanie sterowania lokalnego z sieci miejskiej. Funkcjonuje ono w układzie zamknięjest natomiast sformułowane jako problem optymalizacji. tym. Sterowanie stabilizujące wspierane jest przez steroNależało dobrać takie wartości zmiennych masa i τ, aby wanie lokalne typu „feedforward”. Sterowanie to polega na zapewnić jak najdokładniejszą zgodność profilu wartości dostarczaniu dodatkowej ilości energii cieplnej ze zbiorzadanej Tp_zad i wartości rzeczywistej Tp. Miarą jakości tej nika akumulacyjnego, gdzie zostało nagromadzone ciepło zgodności jest standardowy wskaźnik – całka z kwadratu ze spalania biomasy w kotle. Ta dodatkowa ilość energii błędu (ISE). Wskaźnik ten przedstawia formuła (1). cieplnej jest potrzebna w chwilach zmian wartości zadanej Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

85

NAUKA

Rys. 3. Współpraca poszczególnych warstw sterowania Fig. 3. The cooperation of particular layers of control

Q(masa, τ) =

tk

∫ (T

p _ zad

t0

)

2

(t ) − Tp (t , masa, τ) dt (1)

masa – załadunek masy słomy (sterowanie lokalne) [kg], τ – czas zainicjowania spalania słomy (sterowanie lokalne) [s], Tp – temperatura pomieszczeń [K], Tp_zad – wartość zadana temperatury pomieszczeń [K], t0 – czas przełączenia wartości zadanej temperatury pomieszczeń [s], tk – czas końcowy liczenia wskaźnika jakości [s].

Zadanie optymalizacji dla sterowania lokalnego zostało rozwiązane w środowisku obliczeniowym MATLAB/Simulink. Rozwiązanie optymalne jest umiejscowione na ograniczeniu ze względu na masę (rys. 4). Przyczyną takiego położenia jest konfiguracja rozważanego systemu grzewczego i sposób sterowania, który realizuje współpracę dwóch wymienników ciepła.

Rys. 4. Wykres poziomicowy wskaźnika jakości w funkcji sterowania masa oraz t . Im poziomica ma barwę bardziej przesuniętą ku fioletowi, tym wskazuje na mniejszą wartość wskaźnika jakości. Dodatkowo gwiazdkami C, B i A oznaczono kolejno sterowanie optymalne (masa =200 i t =14669) oraz dwa inne sterowania: masa =100 i t =17793 oraz masa = 50 i t = 20263 Fig. 4. Contour plot of performance index in relation to control variable masa and t . The contour line color is more shifted towards violet, this indicates a lower value of the objective function. Additionally asterisks C, B and A represent a sequence: the optimal control (masa = 200 & t =14669) and two other controls: masa =100 & t =17793 and masa = 50 & t = 20263

86

Rys. 5. Wykresy temperatury pomieszczeń przy wzroście wartości zadanej temperatury pomieszczeń dla 4 przypadków: masa = 200 i t = 14669 (wartości optymalne, wykres fioletowy), masa =100 i t =17793 (wykres niebieski), masa = 50 i t = 20263 (wykres zielony) oraz brak dodatkowego źródła ciepła (wykres czerwony) Fig. 5. Plots of room temperature in growth of set point of room temperature for a 4 cases: masa =200 & t =14669 (optimal values, violet plot), masa =100 & t =17793 (blue plot), masa = 50 & t = 20263 (green plot) and lack of additional heat source (red plot)

W tabeli 1. przedstawiono wyliczone numerycznie wartości wskaźniki jakości dla trzech zestawów wielkości sterowanych. W pierwszej kolumnie znajduje się optymalny zestaw dla wielkości sterowanych z wyliczoną wartością wskaźnika jakości. Pozostałe dwie kolumny zawierają inne przykładowe zestawy wielkości sterowanych, przy których wybranej wielkości masa, odpowiada optymalna wielkość τ. Wynik dla masa = 200 i τ = 14 669 daje najlepszą wartość wskaźnika jakości. Ze względów konstrukcyjnych kotła, maksymalną masę wsadową ograniczono do wartości 200 kg. Układ poziomic na rys. 3 wykazuje, iż nie wystąpi wtedy przegrzanie systemu grzewczego. Moment zapłonu kotła nastąpi odpowiednio wcześniej, by w chwili t0 zawartość zbiornika akumulacyjnego miała odpowiednią temperaturę. Gdy wówczas uruchomi się wymiennik ciepła „BIOMASA”, to przekaz ciepła do instalacji wewnętrznej budynku, zarówno ze strony wymiennika „MPEC” jak i „BIOMASA”, zapewni najszybsze śledzenie nowej wartości zadanej temperatury pomieszczeń.

Tab. 1. Wartości wskaźnika jakości dla różnych zestawów wielkości sterowanych Tab. 1. Performance index values for different sets of control values No.

Wielkość sterowana

Wartość optymalna

Wartość przykładowa

Wartość przykładowa

1.

masa [kg]

200

100

50

2.

t [s]

14 669

17 793

20 263

3.

wartości wskaźnika jakości

16 906

19 585

21 673

Na rys. 5. przedstawiono przebiegi temperatury pomieszczeń w budynku przy wzroście wartości zadanej dla tejże temperatury. Wykres fioletowy odpowiada sytuacji, gdy pracuje dodatkowe źródło ciepła przy optymalnych wartościach sterowania (masa = 200 i τ = 14 669), wykres niebieski odpowiada sytuacji, gdy pracuje dodatkowe źródło ciepła przy wartościach sterowania masa = 100 i τ = 17 793, wykres zielony odpowiada sytuacji, gdy pracuje dodatkowe źródło ciepła przy wartościach sterowania masa = 50 i τ = 20 263 oraz wykres czerwony odpowiada sytuacji, gdy w ogóle nie pracuje dodatkowe źródło ciepła (pracuje tylko sieć miejska). Widać, że najszybsze nadążanie za nową wartością zadaną temperatury pomieszczeń ma miejsce w pierwszym przypadku.

4. Podsumowanie Śledzenie narastającego zbocza wartości zadanej dla temperatury pomieszczeń jest lepsze, jeśli prócz podstawowego źródła cieplnego korzysta się też ze źródła dodatkowego.

Trzeba je jednak uruchamiać w odpowiednim momencie, jak również podać odpowiednią masę wsadową do kotła na biomasę. Sterowanie wspomnianą instalacją wymaga koordynacji działania obu rodzajów źródeł w kwestii przepływu ciepła, a także w zakresie wytwarzania ciepła w przypadku dodatkowego źródła cieplnego. Oba źródła ciepła stosuje się w jednej instalacji, a ich wykorzystanie jest efektywniejsze, niż gdyby je wykorzystywać osobno. Ciepło ze spalania biomasy pełni tutaj rolę pomocniczą i prawdopodobnie w ogóle nie opłacałoby się go wykorzystywać, gdyby miało pełnić rolę podstawową. Opisany system grzewczy wpisuje się w wytyczne Unii Europejskiej dotyczące ochrony środowiska, w szczególności udziału energii odnawialnej w produkcji energii cieplnej.

Bibliografia 1. Grega W., Integrated control of centralized and removable heat sources with peak demand compensation, [in:] 17th IEEE International Conference on Emerging Technologies & Factory Automation, September 17–21, Cracow, Poland, 2012.

2. Grega W., Kołek K., Sterowanie nadrzędne węzłem cieplnym, „Pomiary Automatyka Robotyka”, Vol. 5, Nr 7–8, 18–25, 2001.

3. Grega W., Kołek K., Bania P., Optymalne sterowanie węzłem ciepłowniczym, XIV KKA, Zielona Góra 24–27 czerwca 2002.

4. Jarventausta P., Repo S., Rautiainen A., Partanen J., Smart grid power system control in distributed genera-

tion environment, “Annual Reviews in Control”, Vol. 34, 277–286, 2010, DOI: 10.1016/j.arcontrol.2010.08.005.

5. Kreft W., Metody sterowania rozproszonymi systemami grzewczymi, Rozprawa doktorska, Kraków 2014.

6. Kreft W., Filipowicz M., Raźniak A., Architektura i analiza pomiarów węzłów ciepłowniczych na przykładzie Miasteczka Studenckiego AGH, XIV KKA, „Automatyka AGH”, t. 15, z. 3, 2011.

7. Kreft W., Grega W., Heating energy distibution basing on AGH building complex example, InBuS 2006, 4th International Congress on Intelligent Building Systems Kraków, Ed. Jerzy Mikulik, Polish Academy of Sciences, The Committee on Automatic Control & Robotics, 2006.

Hybrid heating system control Abstract: This article presents the problem of hybrid heating system control. This system has two heat sources: district heating system and biomass boiler with accumulation tank. The control of this system requires an appropriate coordination of the operation of these sources. The values of controls provides a solution of corresponding optimization problem.

Keywords: hybrid heating system, control, biomass, renewable energy, optimization Artykuł recenzowany, nadesłany 05.05.2014 r., przyjęty do druku 25.07.2014 r.

prof. dr hab. inż. Wojciech Grega Profesor zwyczajny w AGH w Krakowie.

Autor ponad 150 prac naukowych, w tym 3 książek. Jego prace dotyczą sterowania komputerowego i optymalizacji, w szczególności algorytmów sterowania cyfrowego, sterowania rozproszonego, modelowania i sterowania systemami wytwarzania i przesyłu energii. Opublikował także szereg prac z zakresu metodyki kształcenia w szkołach wyższych. e-mail: wgr@agh.edu.pl dr inż. Wojciech Kreft Asystent w Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, w Katedrze Automatyki i Inżynierii Biomedycznej. Zajmuje się sterowaniem systemami dystrybucji energii cieplnej. e-mail: wkreft@agh.edu.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

87

NAUKA NAUKA

Zezwala Zezwalasię sięna nakorzystanie korzystaniez zartykułu artykułuna nawarunkach warunkachlicencji licencjiCreative CreativeCommons CommonsUznanie Uznanieautorstwa autorstwa3.0 3.0

Optymalna strategia przejazdu monocykla przez zbiór punktów referencyjnych w środowisku kolizyjnym Tomasz Gawron, Maciej Marcin Michałek Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, Politechnika Poznańska

Streszczenie: W artykule przedstawiono strategię optymalnej realizacji ruchu robota mobilnego o kinematyce monocykla przez zbiór punktów referencyjnych w środowisku kolizyjnym, które ograniczone jest przez znaną a priori mapę jego granic. Proponowane rozwiązanie wynika z połączenia algorytmu sterowania VFO zmodyfikowanego dla zadania unikania kolizji oraz algorytmu optymalizacji, polegającego na symulacji robotów wirtualnych. W artykule przedstawiono analizę przestrzeni decyzyjnej tworzonej przez parametry strategii unikania kolizji oraz zaproponowano jej reprezentację w postaci grafu skierowanego. Zaproponowano dwie metody eliminacji potencjalnych cyklicznych ścieżek robota w przypadku skomplikowanych układów przeszkód. Przedstawiono również oszacowanie złożoności pamięciowej algorytmu optymalizacji ruchu. Efektywność proponowanej strategii zilustrowano wybranymi wynikami badań symulacyjnych.

Słowa kluczowe: kinematyka monocykla, VFO, unikanie kolizji, predykcja, optymalizacja DOI: 10.14313/PAR_212/88

1. Wprowadzenie Sterowanie robotem mobilnym w środowisku kolizyjnym jest trudnym, lecz bardzo praktycznym zagadnieniem robotyki mobilnej. Ze względu na stopień złożoności problemu i zmienność środowiska ruchu, dokładne odtwarzanie zaplanowanych wcześniej trajektorii lub ścieżek jest w większości przypadków znacznie utrudnione. Trudność ta wynika z konieczności omijania przeszkód, których lokalizacje i kształty nie były dokładnie znane na etapie planowania ruchu.

Wraz ze wzrostem liczby przeszkód na drodze robota, jego wynikowa ścieżka coraz bardziej odbiega od tej zaplanowanej, co w wielu przypadkach skutkuje gorszą niż planowana jakością ruchu. Istnienie dużej liczby niewykrytych a priori przeszkód, znajdujących się na drodze robota, jest cechą charakterystyczną środowisk, w których pracują roboty ratowniczo-eksploracyjne. Prezentowany algorytm pozwala na uniknięcie opisanego problemu dezaktualizacji zaplanowanych ścieżek robota poprzez inną definicję zadania sterowania. Realizuje on zadanie przejazdu przez zbiór punktów referencyjnych, którego planowanie jest prostsze niż planowanie zadania odtwarzania ścieżki lub trajektorii. Podczas realizacji ruchu prowadzona jest optymalizacja lokalna. Pozwala to na wykorzystanie najbardziej aktualnych danych o środowisku ruchu. Proponowany algorytm realizacji ruchu jest połączeniem algorytmu VFO dla zadania przejazdu

88 2

przez zbiór punktów referencyjnych [1] rozszerzonego o strategię unikania kolizji [2] z algorytmem optymalizacji polegającym na symulacji robotów wirtualnych. Zagadnienie planowania wspomnianego zbioru punktów referencyjnych nie jest poruszane w tej pracy. Przykładowy algorytm planujący ten zbiór zaprezentowano w [3].

Niektóre z dotychczas podjętych prób rozwiązania problemu optymalizacji ruchu podczas unikania kolizji polegały na przeszukiwaniu podzbioru trajektorii dopuszczalnych (np. [4]), lokalnej modyfikacji pól potencjałowych (np.

[5]) lub zastosowaniu mieszanego programowania liniowego (m.in. [6]). Zadanie przejazdu/przelotu przez zbiór punktów (ang. waypoint following) rozpatrywano najczęsciej w obszarze robotów latających (np. w [7, 8]). Opracowano również metody, w których rezygnuje się z optymalizacji ruchu na rzecz innych aspektów problemu, takich jak niepewności pomiarowe sensorów robota [9].

2. Postawienie problemu 2.1. Kinematyka monocykla

Rozważania zawarte w pracy ograniczone są do robotów o kinematyce monocykla, która opisana jest następująco:   [ ] 1 0 ω   q˙ = 0 cos θ u, u , (1) v 0 sin θ

gdzie q˙ jest wektorem prędkości konfiguracyjnych robota, [ ]⊤ [ ]T = θ q ∗⊤ stanowi współrzędne konq θ x y figuracyjne robota, θ jest orientacją robota, x i y są współrzędnymi punktu prowadzenia platformy robota, u jest wektorem sygnałów sterujących, przy czym odpowiednio, ω i v są prędkościami kątową i postępową platformy robota. Graficzna interpretacja współrzędnych konfiguracyjnych robota widoczna jest na rys. 2.

2.2. Definicja zadania

Przyjmuje się następujące założenia: Z1. Dany jest opis środowiska ruchu w postaci zbinaryzowanej siatki zajętości.

Z2. Dany jest uporządkowany zbiór W składający się z N punktów referencyjnych dla robota znajdującego się [ ]⊤ w punkcie q0 = θ0 x0 y0 . Zbiór ten zdefiniowano następująco: W {w1 ; w2 ; . . . wN },

wi {qri ; µi },

(2)

gdzie wi jest i-tym punktem referencyjnym, qri jest wektorem zadanych współrzędnych konfiguracyjnych robota dla i-tego punktu referencyjnego, a µi względnym współczynnikiem naprowadzania dla sterownika VFO opisanego w sekcji 4.

Z3. Zbiór W zaplanowany jest tak, że możliwa jest kolejna realizacja każdego z punktów referencyjnych gwarantująca sprowadzenie robota do konfiguracji końcowej qN z założoną dokładnością ϵ w skończonym czasie tN . Realizacja konfiguracji qN z dokładnością ϵ oznacza, że musi zachodzić: ∀t ≥ tN

||qN − q(t)|| < ϵ.

(3)

Z4. Każdy z N segmentów ruchu ma skończoną długość.

Przez i-ty segment ruchu rozumiana jest ścieżka robota podczas realizacji punktu referencyjnego wi .

Z5. Tylko ostatni punkt referencyjny (punkt końcowy) musi być zrealizowany z dokładnością ϵ. Dla pozostałych punktów referencyjnych stosowany jest warunek przełączenia przedstawiony w formie Algorytmu 1, w którym ∗ − q ∗ jest uchybem pozycji robota w i-tym e∗i qri segmencie ruchu, a ϵi jest dokładnością realizacji i-tego punktu referencyjnego. Wartość ϵi jest obliczana na bieżąco przez algorytm realizacji ruchu (sekcja 5.5).

Algorytm 1 Warunek przełączenia realizowanego punktu referencyjnego if ||e∗i || < ϵi and i < N then i←i+1 Z6. W środowisku ruchu znajdują się przeszkody statyczne, których lokalizacja nie jest znana a priori. Przeszkody te są wykrywane na bieżąco podczas realizacji ruchu robota. Wiedza na temat przeszkód reprezentowana jest przez aktualizowany na bieżąco zbiór Pw zdefiniowany następująco: λ {p, r, R, σ} , (4) [ ]⊤ gdzie λ jest modelem przeszkody, p xp yp pozycją przeszkody w przestrzeni konfiguracyjnej robota, r promieniem koła strefy niedozwolonej dla robota, R promieniem koła strefy oddziaływania przeszkody na robota, a σ zmienną decyzyjną oznaczającą kierunek omijania przeszkody przez robota (lewo, prawo). Przestrzeń zajmowana przez robota modelowana jest jako koło o środku w punkcie q ∗ i promieniu rr . Przyjmuje się, że r = rp + rr , gdzie rp jest wykrytym promieniem przeszkody. Sposób modelowania przeszkód oraz przestrzeni zajmowanej przez robota widać na rys. 1.

Pw {λ1 ; λ2 ; . . . λNp },

Z7. Wszystkie obszary z przeszkodami mogą nakładać się na siebie w sposób dowolny. Punkty referencyjne mogą leżeć w obszarach oddziaływania lub obszarach niedozwolonych przeszkód.

Zadanie rozpatrywane w pracy polega na wyznaczeniu ograniczonych sterowań u, sprowadzających robota do konfiguracji qN , dla której spełniona będzie nierówność 3, po ścieżce bezkolizyjnej i optymalnej w sensie maksymalizacji wskaźnika Ψz podanego w sekcji 5.2.

yG r

R

p

rr

rp

∞

V

0

rr xG Rys. 1. Model przeszkody i przestrzeni zajmowanej przez robota Fig. 1. Model of an obstacle and space occupied by the robot

3. Koncepcja robotów wirtualnych Rozpatrzmy scenariusz przedstawiony na rys. 2 pod kątem realizacji zadania z rozdziału 2.2. Robot realizując punkt qri+1 wjedzie w obszar oddziaływania przeszkody p1 . Przeszkoda ta może zostać ominięta lewą lub prawą stroną. Jeśli przeszkoda p1 zostanie ominięta lewą stroną, robot wjedzie także w obszar oddziaływania przeszkody p2 . Przeszkodę p2 można ominąć bezpiecznie jedynie prawą stroną ze względu na jej lokalizację. W przypadku ominięcia przeszkody p1 prawą stroną, robot zrealizuje punkt qri+1 bez wjazdu w strefy oddziaływania kolejnych przeszkód. Wynika z tego, że wybór kierunków omijania przeszkód ma wpływ na długość wynikowej ścieżki robota, jej bezkolizyjność oraz szereg jej innych parametrów (patrz rozdział 4.2). Można więc wybierać kierunki omijania przeszkód w każdym segmencie ruchu tak, aby uzyskać optymalną ze względu na przyjęte wskaźniki ścieżkę robota.

Do wyznaczenia ścieżek robota, które mogłyby zostać uzyskane w danym segmencie ruchu proponuje się wykorzystanie koncepcji wirtualnych robotów. Polega ona na wielokrotnym symulowaniu robota wirtualnego, czyli układu zamkniętego składającego się ze sterownika oraz modelu kinematyki robota, z przyjętymi różnymi kierunkami omijania przeszkód (lewo, prawo). W momencie osiągnięcia przez robota punktu qri , wysyłany jest z tego punktu robot wirtualny W1. Symulacja tego robota kończy się w punkcie wjazdu w obszar oddziaływania przeszkody p1 . Z tego punktu wysyłane są dwa roboty wirtualne W2 i W3 z początkowymi wartościami przyjętych wskaźników jakości ścieżki równymi wartościom końcowym robota W1. Dla robota W2 przyjmuje się omijanie przeszkody p1 prawą stroną, natomiast dla robota W3 przyjmuje się omijanie przeszkody p1 lewą stroną. Proces ten powtarza się w sposób rekursywny aż do osiągnięcia punktu qri+1 przez roboty wirtualne. Robot W3 jest zatrzymywany po wjeździe w obszar oddziaływania przeszkody p2 . Od tego miejsca symulowane są roboty W4 i W5. Ze względu na lokalizację przeszkody p2 , symulacja robota W5 kończy się jego kolizją z przeszkodą. Roboty W2 i W4 osiągają bezpiecznie punkt qri+1 . Spośród tych dwóch robotów wybierany jest ten z najlepszymi wskaźnikami jakości ścieżki. Wskaźniki te zależą od wyników symulacji robotów, które osiągnęły punkt referencyjny oraz ich poprzedników. Przykładowo, dla robota W4, wskaźniki te zależą także od wyników symulacji robotów W1 i W3. OpiPomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014 Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

89 3

NAUKA NAUKA sana koncepcja jest kluczowa dla proponowanego algorytmu optymalizacji opisanego szczegółowo w rozdziale 5.

4. Sterownik VFO Proponowany w pracy algorytm jest ściśle związany ze sterownikiem VFO (ang. vector field orientation) dla zadania przejazdu przez zbiór punktów zaproponowanym w [2].

W tej pracy prezentowany jest on w wersji rozszerzonej o strategię unikania kolizji [1]. Zadanie ruchu zdefiniowane w rozdziale 2.2 jest traktowane przez sterownik VFO jako N podzadań sterowania do punktu. Sterownik VFO jest stabilizatorem nieciągłym. Istotą jego działania jest wykorzystanie wektorowego pola zbieżności H. Pole to ma charakter prędkości i jest projektowane w taki sposób, że śledzenie tego pola przez prędkość konfiguracyjną robota gwarantuje zbieżność do i-tej konfiguracji referencyjnej qi . Wektorowe pole zbieżności H dla i-tego punktu referencyjnego ma postać (patrz [1, 2]): [ ] [ ] Ha ka ea + θ˙a H=

, (5) H∗ h∗ + h∗o

Prędkość wirtualna vi∗ nadaje opisywanemu sterownikowi właściwość nazywaną efektem naprowadzania. Efekt ten powoduje, że ścieżka sterowanego robota w pewnym otoczeniu punktu qri przebiega w otoczeniu prostej o kierunku zgodnym z orientacją zadaną θi . Wielkość tego otoczenia punktu qri zależy od modułu prędkości wirtualnej v ∗ , który skalowany jest przez względny współczynnik naprowadzania 0 < µ < 1. Intensywność efektu naprowadzania rośnie nieliniowo wraz ze wzrostem µ. Wpływ efektu naprowadzania na ścieżkę robota można zaobserwować na rys. 2 (szerzej na ten temat w [10]). Szara, przerywana linia (robot W4’) odpowiada ścieżce, która mogłaby zostać uzyskana podczas realizacji punktu qri+1 z względnym współczynnikiem naprowadzania mniejszym niż w przypadku ścieżki oznaczonej na czarno (robot W4).

H˙ y Hx − H˙ x Hy θ˙a = , Hx2 + Hy2

(8)

ea Atan2c(ζi Hy , ζi Hx ) − θ,

(9)

h∗ kp e∗i + vi∗ ,

(10)

Składnik h∗o występujący w równaniu (6) wynika z przeniesienia strategii unikania kolizji zaprezentowanej w [1] do zadania przejazdu przez zbiór punktów referencyjnych. Strategia ta polega na zmianie kierunku wektora pola zbieżności pozycji poprzez dodanie do niego wektora odpychającego o kierunku prostopadłym do kierunku tego pola oraz długości i zwrocie odpowiadającym sumie wartości funkcji potencjałowej V dla wszystkich Np przeszkód wykrytych z uwzględnieniem znaków określonych przez poszczególne zmienne decyzyjne σk . Na rys. 2 pokazano zależność ścieżki robota od zmiennej decyzyjnej σ1 . Ścieżka niebieska jest wynikiem wyboru σ1 = 1, który skutkuje omijaniem przeszkody p1 prawą stroną, patrząc z lokalnego układu współrzędnych robota. Ścieżka czarna odpowiada wyborowi σ1 = −1, który powoduje omijanie przeszkody p1 lewą stroną.

vi∗ −kp µi ζi ||e∗i ||,

(11)

5. Optymalizacja ruchu

[

(12)

h∗o





[ ]T H ∗ = Hx Hy , Np ∑

k=1



σk V (dk ) Ro h∗ ,

0 Ro = −1

] 1 , 0

(6)

(7)

gdzie ka jest strojonym przez użytkownika wzmocnieniem sterowania orientującego, ea jest pomocniczym uchybem orientacji, θa jest orientacją pomocniczą, H ∗ jest polem zbieżności pozycji, h∗ jest podstawowym składnikiem pola zbieżności pozycji, h∗o jest składnikiem pola zbieżności pozycji odpowiadającym za unikanie kolizji z przeszkodami, vi∗ jest prędkością wirtualną, µi jest względnym współczynnikiem naprowadzania, V (dk ) jest wartością funkcji potencjałowej z równania (16) dla k-tej przeszkody ze zbioru Pw , σk ∈ {−1; 1} jest zmienną decyzyjną dla k-tej przeszkody ze zbioru Pw , a Ro jest macierzą rotacji. Na podstawie powyższej postaci wektorowego pola zbieżności sformułowane jest sterowanie: ] [ ] [ ω ka ea + θ˙a , (13) u=

v U2 cos ea gdzie ω jest sterowaniem orientującym, v sterowaniem popychającym, ka jest wzmocnieniem sterowania orientujące-

4 90

go, a U2 parametrem profilu prędkości. Przyjęto stały profil prędkości, tj. przy zerowym uchybie orientacji (wtedy cos ea = 1) robot porusza się wzdłuż ścieżki z prędkością postępową v = U2 . Parametr U2 ma wymiar prędkości i jest dobierany przez użytkownika sterownika.

5.1. Problem optymalizacyjny Globalnie optymalna, w sensie wskaźnika (22), ścieżka robota gwarantująca realizację zadania postawionego w rozdziale 2.2 jest elementem zbioru wszystkich ścieżek dopuszczalnych. Zbiór ten jest gęsty, więc rozpatrywany problem optymalizacyjny nie może być rozwiązany wprost technikami optymalizacji kombinatorycznej, które zakładają skończoność zbioru reprezentującego przestrzeń decyzyjną problemu. Problem ten można zapisać w postaci problemu mieszanego, całkowitoliczbowego programowania liniowego, o którym wiemy, że jest NP-trudny. Złożoność obliczeniowa tak postawionego problemu sprawia, że rozwiązywanie go na bieżąco podczas detekcji przeszkód w środowisku ruchu wydaje się wyjątkowo trudne w praktyce.

Z wyżej opisanych powodów, proponowana jest strategia lokalnej optymalizacji ruchu prowadząca do przybliżonego rozwiązania omawianego problemu optymalizacyjnego.

Strategia ta prowadzi do rozwiązania, które można zrealizować sterownikiem zaprezentowanym w rozdziale 4. W strategii tej zastępuje się geometryczny sposób doboru zmiennych

decyzyjnych [1] algorytmem rozwiązującym problem optymalizacyjny sformułowany następująco: Problem 1 Dla każdego z N segmentów ruchu wybrać zbiór } { zmiennych decyzyjnych Σo = σ1 , σ2 , . . . , σNp , który maksymalizuje wskaźnik (22) dla ścieżki robota uzyskanej w danym segmencie poprzez sterowanie VFO z rozdziału 4 z zastosowaniem Σo .

Sformułowanie problemu optymalizacyjnego z wykorzystaniem dwuwartościowych zmiennych σk decydujących o kierunku omijania przeszkody jest korzystne z wielu względów. Wykorzystanie tych zmiennych nie wymaga ingerencji w sterownik VFO, co daje gwarancję zbieżności konfiguracji robota do konfiguracji zadanej w przypadku braku przeszkód na ścieżce robota. Wykorzystanie algorytmu optymalizacji z rozdziału 5 pozwala na odnalezienie zbioru Σo minimalizującego prawdopodobieństwo kolizji robota z przeszkodami lub określenie braku takiego zbioru.

5.2. Wskaźniki jakości ścieżki Zadanie optymalizacji ruchu rozpatrywane w pracy polega na maksymalizacji zbiorczego wskaźnika jakości ścieżki, który jest kombinacją wskaźników cząstkowych. Na podstawie badań symulacyjnych przyjęto 4 wskaźniki cząstkowe jakości ścieżki robota. Każdy z nich modeluje jeden z ważnych w praktyce aspektów ruchu robota. Wskaźniki jakości ścieżki rozpatrywane są w dziedzinie czasu dyskretnego τ . Przyjmujemy, że okres próbkowania wskaźników jakości wynosi Tp . Wspomniane wskaźniki cząstkowe definiowane są następująco: Długość ścieżki: χD (τ )

{

0

dla

τ = 0,

χD (τ − 1) + ||q˙ (τ )||Tp

dla

τ > 0.

(14)

∗

Bezpieczeństwo ścieżki jest nieliniową funkcją odległości robota od wszystkich aktualnie znanych przeszkód:   0 dla τ = 0,      N p   ∑ χB (τ )  max χB (τ − 1); V (dk ) dla τ > 0,      k

(15)

gdzie

V (dk )

     (     

d2k − Rk2 d2k − rk2

0 )2 ∞

dla

dk > R k ,

dla

rk < dk ≤ Rk , (16)

dla

d ≤ rk ,

dk ||pk − q ∗ ||, (17)

przy czym V (dk ) jest wartością funkcji potencjałowej dla k-tej przeszkody, a dk jest odległością robota od środka k-tej przeszkody. Wskaźnik ten rośnie bardzo szybko, jeśli robot znajduje się w bliskiej odległości od chociaż jednej przeszkody.

Koszt sterowania: { χE (τ )

0

dla

τ = 0,

χE (τ − 1) + ||u(τ )||Tp

dla

τ > 0.

(18)

Gładkość ścieżki χS (τ ) rozumiana jest jako maksimum ˙ robota w danym segmodułu prędkości kątowej |θ| mencie ruchu. Przy założeniu stałego profilu prędkości postępowej robota, wartość wskaźnika χS odpowiada maksymalnej krzywiźnie ruchu robota: ˙ )|. χS (τ ) sup |θ(τ

(19)

τ ≥0

Wprowadzono procedurę normalizacji wskaźników cząstkowych, w celu sprowadzenia ich do zakresu ⟨0; 1⟩. Normalizacja wskaźników zdefiniowana jest następującą zależnością:  0 dla χmax = 0,  (20) Ψ χ 1 − dla χmax > 0, χmax χmax max {χ1 ; χ2 ; . . . χj } ,

(21)

gdzie Ψ jest normalizacją dowolnego wskaźnika cząstkowego χ ∈ X {χD ; χB ; χE ; χS }, a χmax jest maksymalną wartością ze zbioru, względem którego przeprowadzana jest normalizacja (np. zbioru wskaźników dla wszystkich robotów wirtualnych z danego segmentu ruchu). Ze względu na normalizację, zbiorczy wskaźnik jakości ścieżki Ψz jest zdefiniowany tylko dla ostatniej chwili czasowej horyzontu optymalizacji ruchu τn . Zbiorczy wskaźnik jakości ścieżki jest kombinacją liniową poszczególnych wskaźników znormalizowanych: Ψz KD ΨD + KB ΨB + KE ΨE + KS ΨS ,

(22)

w której wagi KD , KB , KE , KS są parametrami wybieranymi przez użytkownika z przedziału ⟨0; ∞). Wagi te pozwalają na dostrojenie ścieżek uzyskiwanych poprzez działanie prezentowanego algorytmu do poszczególnych zastosowań. Użytkownik może zwiększyć wpływ istotnych dla niego wskaźników cząstkowych na ocenę ruchu przez algorytm.

Zbiorczy wskaźnik jakości ścieżki robota stanowi kryterium, według którego prowadzona jest optymalizacja ruchu (maksymalizacja wskaźnika).

5.3. Przestrzeń decyzyjna

Oznaczmy zbiór przeszkód, których strefy oddziaływania są przecinane przez ścieżkę robota podczas realizacji i-tego segmentu ruchu przez Pi ⊆ Pw . Liczba zmiennych decyzyjnych ze zbioru Σo wpływających na ścieżkę robota mieści się w przedziale ⟨0; |Pi |⟩, gdzie |Pi | oznacza liczebność zbioru Pi . Liczba ta nie jest znana przed rozpoczęciem procesu optymalizacji ruchu, gdyż zależy ona od wartości poszczególnych elementów ze zbioru Σo (zmiennych decyzyjnych), które wpływają na ścieżkę robota podczas realizacji segmentu ruchu. Wynika z tego, że liczebność przestrzeni decyzyjnej (zbioru możliwych decyzji skutkujących różnymi ścieżkami robota) zależy od układu przeszkód i wyboru wartości poszczególnych zmiennych decyzyjnych. Przestrzeń decyzyjna D jest dyskretnym zbiorem o liczebności z przedziału Pomiary Automatyka Robotyka nr Pomiary Automatyka Robotyka10/2014 nr 10/2014

5 91

NAUKA NAUKA < 1; 2Np >. Ta zależność widoczna jest na rys. 2 i rys. 3.

W tym przypadku zachodzi |D| = 3 pomimo Np = 3. Przeszkoda p3 jest położona tak, że robot nigdy nie znajdzie się w obszarze jej oddziaływania. Z tego powodu wartość zmiennej σ3 odpowiadającej kierunkowi omijania przeszkody p3 nie wpływa na ścieżkę robota. Podobnie wybór σ1 = 1 (trajektoria niebieska) powoduje, że wartości σ2 i σ3 nie wpływają na ścieżkę robota. Można wyobrazić sobie sytuację, w której punkt qi znajduje się w obszarach oddziaływania przeszkód p1 , p2 i p3 . Wtedy przestrzeń decyzyjna miałaby maksymalną możliwą liczebność |D| = 2Np = 8. Jeśli żaden z obszarów oddziaływania przeszkód nie leży na ścieżce robota, to |D| = 1, Σo = ∅ i tym samym h∗o = 0 ⇒ H ∗ = h∗ . W takim przypadku prawo sterowania zostaje zdegenerowane do postaci podanej w [2], a ścieżka robota otrzymana w wyniku tego prawa sterowania przyjmowana jest jako optymalna w sensie przyjętego zbiorczego wskaźnika jakości.

W przypadku rozpatrywanym na rys. 2, spośród trzech możliwych ścieżek robota (czarna, niebieska i fioletowa) tylko dwie są bezkolizyjne (czarna i niebieska). Elementy zbioru D odpowiadające kolizyjnym ścieżkom robota są konsekwencją rozpatrywania również takich wartości zmiennych σ, które powodują przyciąganie robota do przeszkód. Ścieżka fioletowa jest konsekwencją wyboru zmiennej σ2 = −1.

Wartość tej zmiennej sprawia, że wektor h∗o kieruje wektor pola zbieżności H ∗ w stronę przeszkody p2 . W tym przypadku jest to zjawisko niekorzystne, lecz dla niektórych układów przeszkód z nakładającymi się obszarami oddziaływania, taki wybór zmiennych decyzyjnych skutkuje ścieżką robota o lepszym wskaźniku jakości. Ścieżki kolizyjne są eliminowane podczas procesu optymalizacji (podrozdział 5.4).

yG p3

σ1 = -1

yL

xL θ

y x

W3 p1

qri

R2

r2

W1 σ1 = 1

W5

p2

W4 W2

∞

V2

0

W4'

qri+1 xG

Rys. 2. Możliwe ścieżki robota oraz odpowiadające im roboty wirtualne dla prostego układu przeszkód Fig. 2. Possible robot paths and corresponding virtual robots for simple layout of obstacles

Dla każdego segmentu ruchu można zapisać graf opisujący przestrzeń decyzyjną odpowiadającą temu segmentowi. Graf reprezentujący przestrzeń decyzyjną dla segmentu (i, i + 1) z rys. 2 jest widoczny na rys. 3. Jest to graf skierowany z dwoma typami wierzchołków. Wierzchołki typu I odpowiadają poszczególnym przeszkodom p1 , p2 i p3 .

Wierzchołki typu II odpowiadają zbiorczym wskaźnikom jakości dla poszczególnych możliwych ścieżek robota i zbiorom Σi prowadzącym do uzyskania ścieżek o tych wskaźnikach. Krawędzie podgrafu przestrzeni decyzyjnej składa-

92 6

?l:lbrakldecyzji -ll:lwartośćlnieistotna

p1

Σ2l=l{-1;l?;l?}

p2

Σ1l=l{1;l?;l?} Σ3l=l{-1;l1;l?}

Ψz=1 Σ5l=l{1;l-;l-}

Ψz=0

Σ4l=l{-1;l-1;l?}

Ψz=?

Σ6l=l{-1;l1;l-} Σ7l=l{-1;l-1;l-} kolizja

optimum

Rys. 3. Przestrzeń decyzyjna dla problemu z rys. 2 Fig. 3. Decision space for problem shown in Fig. 2

jącego się z wierzchołków typu I są etykietowane zbiorami Σi powodującymi przejazd robota w obszar oddziaływania przeszkody odpowiadającej wierzchołkowi, do którego skierowana jest krawędź. Przyjęto, że ∀i|Σi | = Np . Elementy zbioru Σi przyjmują wartości ze zbioru {1; −1; −; ?}, gdzie − oznacza brak wpływu wartości danej zmiennej decyzyjnej na ścieżkę robota, a ? oznacza nieznaną wartość zmiennej decyzyjnej. Przyjęty sposób etykietowania krawędzi pozwala na detekcję zbiorów Σ mogących prowadzić do cyklicznych wynikowych ścieżek robota. Detekcja tych zbiorów odbywa się poprzez specyficzną detekcję cykli w grafie przestrzeni decyzyjnej zawartą w Algorytmie 2.

Graf przedstawiony na rys. 3 należy czytać w następujący sposób. Przyjęcie zmiennej σ1 = 1 po wjechaniu przez robota w obszar oddziaływania przeszkody p1 skutkuje wykonaniem przez robota segmentu ruchu ze wskaźnikiem Ψz = 1. Przyjęcie odwrotnej wartości tej zmiennej skutkuje wjechaniem przez robota w obszar oddziaływania przeszkody p2 , itd. Na zielono zaznaczono wierzchołek typu II reprezentujący optymalny zbiór zmiennych decyzyjnych Σo .

Na czerwono oznaczono wierzchołek reprezentujący ścieżkę kolizyjną. Kolizyjność tej ścieżki nie wynika z postaci grafu.

Graf przestrzeni decyzyjnej D ma |D| wierzchołków typu II i co najwyżej Np wierzchołków typu I. Ponadto jeśli przez Ei oznaczymy liczbę krawędzi wchodzących do danego wierzchołka typu I, a przez Fi liczbę krawędzi wychodzących z tego samego wierzchołka, to dla dowolnej przestrzeni D zachodzi propagacja decyzji: ∀i|Fi | = 2|Ei |. Wynika to z tego, że każda przeszkoda odpowiadająca wierzchołkowi typu I może być ominięta lewą lub prawą stroną. W grafie przestrzeni decyzyjnej mogą występować cykle. Graf przestrzeni decyzyjnej jest niekompletny (tj. nie każdy wierzchołek jest bezpośrednio połączony ze wszystkimi pozostałymi) i zazwyczaj rzadki w sensie teorii grafów. Z powyższych rozważań wynika, że rozmiar tego grafu jest ograniczony zgodnie z następującymi zależnościami: |D| ≤ |E| ≤ |D| +

Np2 − Np , 2

|D| ≤ |V | ≤ |D| + Np ,

(23)

gdzie |E| jest liczebnością zbioru krawędzi, a |V | jest liczebnością zbioru wierzchołków. Biorąc pod uwagę maksymalną liczebność zbioru D widać, że dla dużych Np składnik |D| jest dominujący. Wynika z tego, że reprezentacja grafu

przestrzeni decyzyjnej ma w najgorszym przypadku wykładniczą złożoność pamięciową O(Np ) = 2Np . Wydaje się, że przypadek ten występuje niezwykle rzadko. Średnio skomplikowane segmenty ruchu zwykle mają taką topologię, że Np < 30 i |D| << 2Np .

cedury normalizacji. Przyjęcie procedury normalizacji niekorzystającej z maksimów w zbiorze D (np. maksima przyjęte doświadczalnie), skutkowałoby znacznie niższą złożonością pamięciową Om (Np ) = CNp , gdzie C jest najdłuższym cyklem w przestrzeni decyzyjnej.

5.4. Algorytm optymalizacji

Algorytm 2 Funkcja Σo = f indSigmas(qv0 , qi ) D←∅ Σv ← {?, ? . . .?} Q.push(qv0 , Σv , ∅, ∅) while Q.notEmpty do (qv , Σv , Ev ) ← Q.pop X←∅ while not robot zatrzymany do plast ← pj F s(qv , qi , Σv ) ev ← (plast , pj , Σv ) if ev ∈ Ev then break Ev ← Ev ∪ {ev } X ← merge(X, Xn ) if σvj =? then Σv ← Σv ze zmienną σvj = 1 Σv2 ← (Σv ze zmienną σvj = −1 Q.push(qv , Σv2 , X) if robot zatrzymany bez kolizji then D ← D ∪ {(Σv , X)} normalize(D) RETURN Σo ← max(D)

Graf przestrzeni decyzyjnej jest użytecznym narzędziem koncepcyjnym, lecz utrzymywanie jego pełnej reprezentacji w pamięci wydaje się niekiedy kosztowne (np. dla jednostek wbudowanych pracujących w czasie rzeczywistym lub skomplikowanych układów przeszkód). Taka reprezentacja nie jest potrzebna do rozwiązania Problemu 1. Aby rozwiązać Problem 1 należy wyznaczyć zbiór VII wierzchołków drugiego rodzaju i wybrać jego element o maksymalnym wskaźniku Ψz . Wyznaczenie tego zbioru nie wymaga jawnej konstrukcji grafu przestrzeni decyzyjnej.

Wyznaczenie zbioru VII odbywa się poprzez rekursywny proces symulacji robotów wirtualnych (patrz rozdział 3).

Oznaczmy przez F s(qv0 , qi , Σv ) funkcję symulującą ruch robota z warunku początkowego qv0 do punktu qi . Podczas symulacji przyjmujemy, że zmienne decyzyjne sterownika VFO są dane zbiorem Σv . W momencie wjazdu symulowanego robota w obszar oddziaływania dowolnej przeszkody powinno nastąpić przerwanie symulacji i zwrócenie informacji nt. stanu robota wirtualnego.

Algorytm 2 wykorzystuje funkcję F s do wyznaczenia zbioru Σo będącego rozwiązaniem Problemu 1. Przyjmujemy, że Q jest kolejką FIFO, Ev zbiorem krawędzi grafu przestrzeni decyzyjnej odwiedzonych podczas budowania pojedynczej ścieżki robota, X zbiorem cząstkowych wskaźników jakości ruchu, Xn tym samym zbiorem dla kolejnego odcinka ścieżki, merge(X1 , X2 ) operacją wyznaczania zbioru X z dwóch odcinków ścieżki robota, a j jest indeksem rozpatrywanej przeszkody. Operacja merge(X1 , X2 ) polega na wyliczeniu poszczególnych wskaźników traktując elementy X1 jako wartości z chwili τ − 1, a elementy X2 jako wartości z chwili τ . Operacja ta daje prawidłowe wyniki dzięki monotoniczności zdefiniowanych wskaźników cząstkowych. Operacja normalize oznacza normalizację wszystkich wskaźników cząstkowych wg. zależności (20).

Algorytm 2 wykorzystuje stos, aby wykonać przejście w głąb (ang. depth first traversal) przez graf przestrzeni decyzyjnej. Graf nie jest budowany uprzednio. Potrzebne w danej chwili części grafu są pośrednio konstruowane na bieżąco. Zbiór Ev opisuje podgraf grafu przestrzeni decyzyjnej, który odpowiada pojedynczej możliwej ścieżce robota. Wykrycie rodzaju cyklu zbudowanego na krawędziach tego grafu jest równoznaczne z wykryciem zbioru Σ, który może prowadzić do cyklicznej ścieżki robota. W takim wypadku badanie danej ścieżki jest przerywane. Prezentowany algorytm ma w najgorszym wypadku złożoność pamięciową Om (Np ) = 2Np . Należy wspomnieć, że mimo takiego samego wykładniczego ograniczenia zajmowanej ilości pamięci w przypadku jawnej reprezentacji grafu i działania prezentowanego algorytmu, faktyczne zużycie pamięci będzie w większości przypadków niższe dla prezentowanego algorytmu, gdyż będzie zachodzić |VI | > |VII |. Złożoność pamięciowa prezentowanego algorytmu zależy silnie od pro-

5.5. Rozszerzenie algorytmu optymalizacji i sterownika

Dla niektórych układów przeszkód istnieją obszary pola H ∗ , w których składnik odpowiadający za śledzenie jest zdominowany przez wektor odpychający od przeszkód, tj. h∗ << h∗o . Powoduje to wytworzenie wiru w polu H ∗ .

Wjazd robota w ten wir skutkuje cykliczną ścieżką wynikową robota i brakiem zbieżności do punktu referencyjnego.

W celu przeciwdziałania temu efektowi, do prawa sterowania prezentowanego wcześniej dodano Algorytm 3, który łagodzi wymagania co do dokładności realizacji punktu referencyjnego w przypadku wykrycia wspomnianego zjawiska.

Skutkuje to wcześniejszym przełączeniem robota na realizację kolejnego punktu i umożliwia ominięcie osobliwego obszaru pola H ∗ .

Algorytm 3 Zapobieganie dominacji wektora odpychającego ∗ if ||h∗ ||2 < 0.01||H ∗ ||2 and ∃ (p, r, R) ∈ Pw : ||qri − p|| < R then ϵi ← 2||e∗i ||

6. Badania symulacyjne Przedstawione dalej wyniki zostały uzyskane za pomocą symulacji w środowisku MATLAB/Simulink. Czarną cyfrą 0 oznaczano punkt początkowy robota. Czerwone liczby z ziePomiary Automatyka Robotyka nr Pomiary Automatyka Robotyka10/2014 nr 10/2014

7 93

NAUKA NAUKA lonymi strzałkami lub czerwone punkty z zielonymi strzałkami, oznaczają poszczególne punkty przejazdowe. Kierunek i zwrot strzałek reprezentuje zadaną orientację robota w tych punktach. Punkty numerowane są kolejno, tak że punkt o najwyższym numerze jest punktem końcowym. Niebieskie okręgi wokół punktów przejazdowych mają promień ϵi w przypadku, gdy system automatycznie zwiększył wartość ϵi realizując Algorytm 3. Symulacje przeprowadzono z domyślną wartością ϵi = 0,05 m.

Na rys. 4 i 5 przedstawiono scenariusz obrazujący przydatność prezentowanego algorytmu. Zależnie od priorytetów nadanych poszczególnym wskaźnikom, robot jedzie krótką ścieżką między dwoma przeszkodami lub dłuższą, bezpieczniejszą ścieżką. Jak widać, prezentowany system sterowania radzi sobie z nakładającymi się obszarami oddziaływania przeszkód.

Na rys. 6 i 7 zobrazowano działanie systemu sterowania dla skomplikowanych układów przeszkód. Na przykładzie tych układów widać różnorodność ścieżek w zależności od nawet drobnych zmian wag wskaźników jakości ruchu. Scenariusze te demonstrują również skuteczność Algorytmu 3.

Wyniki szeregu badań symulacyjnych pokazują, że dla zachowania wysokiego bezpieczeństwa ścieżki powinno się wybierać KB ≥ 2 max {KD ; KE ; KS }. Zaobserwowano również podobny wpływ wskaźników χE i χS na ścieżki robota. Koszt sterowań przy realizacji ścieżki zwykle spada wraz ze wzrostem gładkości tej ścieżki. Podobnie ścieżki bezpieczniejsze są zazwyczaj dłuższe i bardziej gładkie, co czyni χD wskaźnikiem przeciwstawnym do pozostałych. Zależności te można wykorzystywać do uzyskiwania bardziej naturalnych wynikowych ścieżek robota. Dobrym punktem bazowym do strojenia wag wskaźników jest przyjęcie {KB = 2; KE = 1; KD = 1; KS = 1}.

6

y[m] 5

4

0 3

3

1

2

2

1

0

−1

x[m] −2 −6

−5

−4

−3

−2

−1

0

1

2

Rys. 5. Wynikowa ścieżka robota dla prostego układu przeszkód z wagami: {KB = 2; KD = 0; KS = 1.5} Fig. 5. Robot path obtained after simulation with simple layout of obstacles and weights: {KB = 2; KD = 0; KS = 1.5} y[m] 15

KB = 2, KE = KB = 2, KE = KB = 2, KE = KB = 2, KE = KB = 2, KE = KB = 2, KE =

10

0, KD = 1, KS = 0 1, KD = 0, KS = 0 0, KD = 0, KS = 1 1, KD = 1, KS = 1 0.5, KD = 0.68, KS = 0.57 0.44, KD = 0.94, KS = 0.85

1 0 5

4

0

2 −5

3 5 −10

6

y[m]

x[m] −15 −15

5

0 3

1

2

−5

0

5

10

15

Rys. 6. Rezultaty działania prezentowanego algorytmu w skomplikowanym układzie przeszkód Fig. 6. Presented algorithm’s performance in presence of complex layout of obstacles

4

3

−10

y[m] 15

KB = 2, KE = 0, KD = 1, KS = 0 KB = 2, KE = 1, KD = 0, KS = 0 KB = 2, KE = 0, KD = 0, KS = 1 KB = 2, KE = 1, KD = 1, KS = 1 KB = 2, KE = 0.24, KD = 0.8, KS = 0.19 KB = 2, KE = 0.36, KD = 0.31, KS = 0.58

2

1

10

0

5

1 5

−1

2 4

x[m] −2 −6

−5

−4

−3

−2

−1

0

1

0

0

2

Rys. 4. Wynikowa ścieżka robota dla prostego układu przeszkód z wagami: {KB = 2; KD = 1; KS = 1} Fig. 4. Robot path obtained after simulation with simple layout of obstacles and weights: {KB = 2; KD = 1; KS = 1}

−5

3 −10

x[m]

7. Podsumowanie W pracy przedstawiono system sterowania i optymalizacji ruchu wykorzystujący sterownik VFO dla zadania przejazdu

94 8

−15 −15

−10

−5

0

5

10

15

Rys. 7. Rezultaty działania prezentowanego algorytmu w skomplikowanym układzie przeszkód Fig. 7. Presented algorithm’s performance in presence of extremely complex layout of obstacles

przez zbiór punktów referencyjnych. Przedstawiona analiza proponowanego algorytmu optymalizacji wskazuje na jego przydatność w założonych zastosowaniach. Przedstawione wyniki badań symulacyjnych pokazują prawidłowe działanie proponowanego algorytmu. Prezentowany system radzi sobie z przeszkodami nakładającymi się na siebie i przysłaniającymi punkty referencyjne. Wydaje się, że proponowany algorytm optymalizacji ruchu może działać w czasie rzeczywistym. Podczas projektowania algorytmu optymalizacji ruchu brano pod uwagę strukturę sterownika VFO. Pozwoliło to na uzyskanie systemu z wysoce zintegrowanymi komponentami i przyczyniło się do zmniejszenia stopnia skomplikowania końcowego rozwiązania poprzez sformułowanie prostszego problemu optymalizacyjnego.

Podziękowania Praca finansowana przez NCBiR w ramach Programu Badań Stosowanych z grantu PBS1/A3/8/2012, nr projektu 2224K.

Bibliografia

1. M. Michałek, W. Kowalczyk, and K. Kozłowski, “Strategia śledzenia trajektorii z unikaniem kolizji dla robota mobilnego klasy (2,0),” Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika, z. 175, t. 2, 381–390, 2010.

2. M. Michałek and K. Kozłowski, “Motion planning and feedback control for a unicycle in a way point following task: The VFO approach,” Int. J. Appl. Math. Comput.

Sci., vol. 19, no. 4, 533–545, 2009.

3. T. Gawron, “Planowanie ruchu i sterowanie robotem mobilnym dla zadania przejazdu przez zbiór punktów w środowisku kolizyjnym,” Master’s thesis, Politechnika Poznańska, Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, 2013.

4. D. Fox, W. Burgard, and S. Thrun, “The dynamic window approach to collision avoidance,” Robotics Automation Magazine, IEEE, vol. 4, no. 1, 23–33, 1997.

5. Y. Cen, L. Wang, and H. Zhang, “Real-time obstacle avoidance strategy for mobile robot based on improved coordinating potential field with genetic algorithm,” in IEEE International Conference on Control Applications, 2007, 415–419.

6. T. Schouwenaars, J. How, and E. Feron, “Receding horizon path planning with implicit safety guarantees,” in American Control Conference, 2004. Proceedings of the 2004, vol. 6, 2004, 5576–5581.

7. M. Kim and Y. Kim, “Multiple UAVs nonlinear guidance laws for stationary target observation with waypoint incidence angle constraint,” International Journal of Aeronautical and Space Sciences, vol. 14, no. 1, 67–74, 2013.

8. D. Nelson, D. Barber, T. McLain, and R. Beard, “Vector field path following for miniature air vehicles,” Robotics, IEEE Transactions on, vol. 23, no. 3, 519–529, 2007.

9. C. Kyung Hyun, N. Minh Ngoc, and R. M. Asif Ali, “A real time collision avoidance algorithm for mobile robot based on elastic force,” International Journal of Aerospace and Mechanical Engineering, vol. 2, no. 4, 230–234, 2008.

10. M. Michalek and K. Kozłowski, “Vector-fieldorientation feedback control method for a differentially

driven vehicle,” Control Systems Technology, IEEE Transactions on, vol. 18, no. 1, 45–65, 2010.

Optimal waypoint following strategy for unicycle in cluttered environment Abstract: A strategy for realization and optimization of unicycle’s motion during waypoint following task in a highly cluttered environment is presented in this paper. Environment boundaries are assumed to be known beforehand and represented as a map. Proposed system is a marriage of VFO controller, collision avoidance strategy proposed before and novel optimization algorithm based on simulation of multiple virtual robots. Properties of decision space formed by parameters of assumed collision avoidance strategy are analyzed. Directed graph based representation of decision space is proposed and analyzed. Design of underlying optimization algorithm stems from this analysis. Design of the algorithm is followed by memory complexity estimation. Additionally two methods for elimination of cyclic robot paths in extremely complex obstacle configurations are proposed. Effectiveness of presented approach is illustrated by selected results of extensive simulation experiments.

Keywords: unicycle, VFO, collision avoidance, prediction, optimization

Artykuł recenzowany, nadesłany 30.01.2014, przyjęty do druku 28.07.2014.

mgr inż. Tomasz Gawron Absolwent Wydziału Informatyki Politechniki Poznańskiej. W 2013 r. uzyskał tytuł magistra inżyniera na kierunku Automatyka i Robotyka. Aktualnie jest doktorantem w Katedrze Sterowania i Inżynierii Systemów Politechniki Poznańskiej. Jego prace badawcze dotyczą sterowania systemami nieholonomicznymi z ograniczeniami na stan oraz planowania ruchu dla robotów mobilnych. Interesuje się również problemami w dziedzinie inżynierii oprogramowania systemów robotycznych. e-mail: tomasz.gawron@doctorate.put.poznan.pl dr inż. Maciej Marcin Michałek Maciej M. Michałek uzyskał stopień doktora nauk technicznych w dyscyplinie automatyka i robotyka na Wydziale Informatyki i Zarządzania Politechniki Poznańskiej w 2006 r. Aktualnie pracuje na stanowisku adiunkta w Katedrze Sterowania i Inżynierii Systemów Politechniki Poznańskiej. Jego bieżące zainteresowania i prace badawcze dotyczą algorytmiki sterowania systemami dynamicznymi, szczególnie w zakresie robotyki mobilnej. e-mail: maciej.michalek@put.poznan.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr Pomiary Automatyka Robotyka10/2014 nr 10/2014

9 95

INDEKS FIRM ZESTAWIENIE REKLAM I MATERIAŁÓW PROMOCYJNYCH

96

Astor Sp. z o.o.

tel. 12 428 63 00 www.astor.com.pl

AutomatykaOnLine

tel. 46 857 73 72 www.automatykaonline.pl

41

Automatyka-PomiarySterowanie SA

tel. 85 74 83 400 85 74 83 403 www.aps.pl

15

Balluff Sp. z o.o.

tel. 71 787 68 30 www.balluff.pl, www.leuze.pl

C&C Partners Sp. z o.o.

tel. 65 525 55 19 www.ccpartners.pl www.b2b-ccpartners.pl

34–36

31, 38–40

14, 15

PPUH Eldar

tel. 77 442 04 04 www.eldar.biz

Elmark Automatyka Sp. z o.o.

tel. 22 541 84 65 www.elmark.com.pl

72–73

EUROTRAFO Sp. z o.o.

tel. 46 833 42 30 www.eurotrafo.net

7, 75

Future Processing Sp. z o.o.

tel. 32 461 23 30 www.adaptive-vision.com

15

HARTING Polska Sp. z o.o.

tel. 71 352 81 71 www.HARTING.pl

14

ifm electronic Sp. z o.o.

tel. 32 608 74 58 www.ifm.com

II okł., 66–67

IMACO M. Kania Sp.K.

tel. 602 350 207 www.imaco.pl

23

JM elektronik Sp. z o.o.

tel. 32 339 69 00 www.jm.pl

21

METRUM

tel. 602 350 207 www.metrum.pl

25

Marek Kania

14

Omron Electronics Sp. z o.o.

tel. 22 458 66 66 www.omron.pl

Przedstawicielstwo Fandlowe Paweł Rutkowski

tel. 22 849 71 90 www.kameryIR.com.pl

16

PELTRON TPH Sp. z o.o

tel. 22 615 63 56 fax 22 615 70 78

16

PEPPERL+FUCHS

tel. 22 256 97 70 www.pepperl-fuchs.pl

Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

tel. 22 874 00 00 www.piap.pl

33, 71

Radwag Wagi Elektroniczne

tel. 48 384 88 00 www.radwag.pl

IV okł.

RITTAL Sp. z o.o.

tel. 22 310 06 12 www.rittal.pl

15, 18–19

RS Components GmbH

tel. +49 (0) 610 540 18 03 www.rs-components.com

SCHUNK Intec Sp. z o.o.

tel. 22 726 25 00 www.schunk.com

SEW-Eurodrive Polska Sp. z o.o.

tel. 42 676 53 00 www.sew-eurodrive.pl

Targi Lublin SA

tel. 81 458 15 11 www.targi.lublin.pl

67

Turck Sp. z o.o.

tel. 77 443 48 00 www.turck.pl

I okł., 14, 29, 70

PPH WObit E.K.J. Ober s.c.

tel. 61 222 74 22 www.wobit.com.pl

65, 69

42–43, 74

16, 37, 55, 68

3

48, 49, III okł.

9, 76–77

Pomiary Automatyka Robotyka nr 10/2014

97

REDAKCJA

Rok 18 (2014) nr 10 (212) ISSN 1427-9126, Indeks 339512 Redakcja Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa tel. 22 874 00 66, fax 22 874 02 02 e-mail: redakcja@par.pl www.par.pl Redaktor naczelny dr inż. Jan Jabłkowski Zastępca redaktora naczelnego mgr Seweryn Ścibior, sscibior@par.pl Sekretarz redakcji mgr Urszula Chojnacka Zespół redakcyjny dr inż. Jan Barczyk – robotyka dr inż. Jerzy Borzymiński prof. dr hab inż. Wojciech Grega – automatyka prof. dr hab. inż. Krzysztof Janiszowski dr inż. Małgorzata Kaliczyńska – redaktor merytoryczny/statystyczny mgr Anna Ładan – redaktor językowy prof. nzw. dr hab. inż. Mateusz Turkowski – metrologia mgr inż. Jolanta Górska-Szkaradek mgr inż. Elżbieta Walczak Marketing mgr inż. Jolanta Górska-Szkaradek, jgorska@par.pl tel. 22 874 01 91 Paulina Siódmak, psiodmak@par.pl tel. 22 874 02 02 Skład i redakcja techniczna Ewa Markowska, emarkowska@par.pl EDIT Sp. z o.o.

Wydawca Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa

PRENUMERATA miesięcznika naukowo-technicznego „Pomiary Automatyka Robotyka” Prenumeratę zamówią Państwo u następujących kolporterów: Zakład Kolportażu Wydawnictwa SIGMA-NOT ul. Ku Wiśle, 00-707 Warszawa tel. 22 840 30 86 lub 22 840 35 89 kolportaz@sigma-not.pl www.sigma-not.pl RUCH SA Oddział Krajowej Dystrybucji Prasy ul. Annopol 17a, 03-236 Warszawa infolinia: 801 443 122 prenumerata@ruch.com.pl www.prenumerata.ruch.com.pl KOLPORTER Spółka z o.o. S.K.A. Centralny Dział Prenumeraty ul. Bakaliowa 3, 05-080 Izabelin-Mościska infolinia: 801 404 044 prenumerata.warszawa@kolporter.com.pl GARMOND PRESS SA ul. Nakielska 3, 01-106 Warszawa tel./fax 22 817 20 12 prenumerata.warszawa@garmondpress.pl www.garmondpress.pl

98

Rada programowa dr inż. Mariusz Andrzejczak, Bumar Sp. z o.o. prof. dr hab. inż. Jan Awrejcewicz, Katedra Automatyki, Mechatroniki i Biomechaniki, Politechnika Łódzka dr inż. Janusz Berdowski, Polskie Centrum Badań i Certyfikacji SA prof. dr inż. Milan Dado, University of Žilina (Słowacja) prof. dr hab. inż. Tadeusz Glinka, Instytut Elektrotechniki i Informatyki, Politechnika Śląska dr inż. Stanisław Kaczanowski, prof. PIAP, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP dr Aleksandra Kolano-Burian, Instytut Metali Nieżelaznych prof. dr hab. inż. Igor P. Kurytnik, Akademia Techniczno-Humanistyczna prof. dr hab. inż. Andrzej Masłowski, Wydział Inżynierii Produkcji, Politechnika Warszawska prof. dr inż. Tadeusz Missala, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP prof. dr hab. inż. Zdzisław Mrugalski, Instytut Mechanizacji, Budownictwa i Górnictwa Skalnego prof. dr hab. inż. Joanicjusz Nazarko, Wydział Zarządzania, Politechnika Białostocka prof. dr inż. Eugeniusz Ratajczyk, Wydział Zarządzania, Wyższa Szkoła Ekologii i Zarządzania w Warszawie dr hab. inż. Waldemar Skomudek, prof. PO, Wydział Inżynierii Produkcji i Logistyki, Politechnika Opolska dr hab. inż. Roman Szewczyk, prof. PW, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska dr hab. inż. Andrzej Szosland, prof. PŁ, Katedra Pojazdów i Podstaw Budowy Maszyn, Politechnika Łódzka prof. dr hab. inż. Eugeniusz Świtoński, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska prof. dr hab. inż. Peter Švec, Slovak Academy of Sciences (Słowacja) prof. dr hab. inż. Krzysztof Tchoń, Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki, Politechnika Wrocławska doc. dr inż. Jan Tomasik, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska

Miesięcznik PAR jest indeksowany w bazach BAZTECH oraz INDEX COPERNICUS (2,93) oraz w bazie naukowych i branżowych polskich czasopism elektronicznych ARIANTA. Punktacja MNiSW za publikacje naukowe w miesięczniku PAR wynosi 4 pkt (poz. 1643).

Wersją pierwotną (referencyjną) jest wersja papierowa.

Redakcja zastrzega sobie prawo skracania i adiustacji tekstów. © Wszelkie prawa zastrzeżone

Ceny prenumeraty przyjmowanej przez kolporterów wynoszą: yy roczna – 99,00 zł, yy I półrocze – 54,00 zł, II półrocze – 45,00 zł, yy I, II i IV kwartał – 27,00 zł, III kwartał – 18,00 zł.

Uwaga: Garmond Press SA przyjmuje prenumeratę tylko na okres roczny lub półroczny.

Prenumeratę zamówić można także w siedzibie redakcji: Redakcja PAR Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa, tel. 22 874 03 51, fax 22 874 02 02, oraz na stronie www.par.pl/prenumerata.

Koszt prenumeraty STANDARD (dla firm, instytucji i osób fizycznych): yy roczna – 99,00 zł, yy dwuletnia – 176,00 zł.

Koszt prenumeraty EDU (dla uczniów, studentów, nauczycieli i pracowników naukowych): yy roczna – 69,99 zł, yy dwuletnia – 120,00 zł.

Prenumeratę zakupioną w redakcji oraz na par.pl rozpocząć można od dowolnego numeru i na dowolny okres. Koszt przesyłki pokrywa dostawca. Wszystkie ceny są kwotami brutto.

Do

110

Elektryczne i pneumatyczne Jednostki Pick & Place PPU

cykli na minutę

Indukcyjne

czujniki zbliżeniowe

Chwytak do małych komponentów EGP

180 %

sprzedane

500000

razy

lepszy stosunek siły do masy chwytaka

Państwa modułowa automatyka montażowa.

Czas wykorzystać cały potencjał. www.pl.schunk.com/wykorzystujemy-potencjaly Jens Lehmann, Ambasador Marki rodzinnej firmy SCHUNK

AnzSynergie_PPU-E_EGP_Sensorik_PL_0413_205x295.indd 1

06.08.13 06:35