Tecnologie AUTOMAZIONE
g Paola Visentin
Nell’articolo entriamo nel dettaglio della tecnologia RFID. Grazie al contributo di una società attiva in questo settore scopriremo in cosa consiste, a cosa serve e quali sono i suoi punti di forza per finire con degli esempi applicativi che danno l’idea del vantaggio competitivo che può dare a chi la utilizza.
Nuove frontiere
Una tecnologia semplice ma rivoluzionaria
T
ra le tecnologie di identificazione automatica spicca per capacità prestazionali ed attitudini innovative l’RFID, acronimo inglese di Radio Frequency Identification (identificazione tramite radio frequenza): basata sulla propagazione nell’aria di onde elettromagnetiche di varie frequenze, l’RFID permette infatti la rilevazione di persone, cose e animali sia statici che in movimento, generando vantaggi tra cui l’identificazione in modo certo e preciso del soggetto, la gestione ed il controllo del flusso dati all’interno di un’azienda o di un processo distributivo, la disponibilità di informazioni in modo rapido ed esente da errori, il risparmio di tempo e denaro. Già da questa breve premessa, si intuisce fa-
cilmente la carica rivoluzionaria di questa tecnologia, entrata vigorosamente negli ultimi anni non solo in contesti aziendali, dalla logistica alla tracciabilità agro-alimentare, dalla sicurezza al controllo di produzione, ma anche in quelli più personali, quali i meccanismi di apertura/chiusura porte automobili e le guide multimediali in ambiti ludici (parchi, musei, siti archeologici etc.). È in questo contesto così dinamico e innovativo che opera Softwork, distributore a valore aggiunto di tecnologie e soluzioni RFID, che ha fatto da circa un decennio di questa tecnologia la sua esclusiva mission: dall’ampia gamma di dispositivi e accessori RFID, al continuo potenziamento del proprio dipartimento Ricerca & Sviluppo per testare
e implementare soluzioni RF all’avanguardia, dall’impegno educational per travasare ai propri partner conoscenza e know-how, all’adozione di una precisa tattica commerciale basata sulla collaborazione con operatori del settore (es. software house, system integrator), assicurando così una capillare presenza in tutt’Italia e negli svariati scenari applicativi.
Dettagli sulla radiofrequenza
Composto da un controller, chiamato anche lettore o reader, una o più antenne e transponders, un sistema RFID si qualifica in due fondamentali famiglie: RFID passivo, in cui il tag trae l’energia necessaria al suo funzionamento
84 il progettista industriale marzo 2007
PI_2007_003@84-87.indd 84
20-02-2007 10:59:47
Il nuovo Controller UHF LRU2000: il dispositivo, disponibile da dicembre 2006, ha prestazioni all’avanguardia tra cui la funzione Dense Reader Mode, che permette a più reader di gestire automaticamente e quindi utilizzare i canali liberi all’interno della banda di frequenza UHF (EU: 865-868 MHz) secondo la logica “listen before talk”, senza disturbarsi vicendevolmente.
dal controller che attraverso l’antenna genera un campo magnetico a radiofrequenza (fenomeno di induzione) e RFID attivo, in cui il tag è dotato di una batteria a bordo per l’alimentazione, permettendo così una grande capacità di memoria, elevata velocità di trasmissione dati e grandi distanze di lettura (anche oltre 100 mt). I tag RFID possono usare diverse frequenze di lavoro: bassa frequenza (Low Frequency, abbreviata in LF), alta frequenza (High Frequency, abbreviata in HF) e altissima frequenza (Ultra High Frequency, abbreviata in UHF). Nella concretezza delle applicazioni in Italia, la scelta RFID si è fino ad ora concentrata sulla tecnologia in alta frequenza (HF). Su questa tendenza ha influito comunque anche
la realtà normativa restrittiva vigente nel nostro paese, che limitava l’utilizzo di questa banda perché già occupata dal Ministero della Difesa, finché la Commissione Europea ha deliberato a novembre 2006 l’armonizzazione di questa banda (atto nr. 2006/840/EC del 23-11-2006): la novità normativa, che andrà ad allineare l’Italia alle altre realtà europee, sblocca quindi lo “stand-by” in cui il nostro paese era arenato e porterà, secondo le previsioni, ad una vitalizzazione di questa fetta di mercato RFID. Softwork propone molteplici tipologie di apparati RFID a seconda dei campi di utilizzo, delle portate di lettura e delle frequenze di lavoro, tra cui: lettori di prossimità, lettori brandeggiabili, terminali rugged,
lettori Mid Range e Long Range, tunnel industriali, gate 3D, antenne custom ed una nutrita varietà di transponder, dalle forme, dimensioni, rivestimenti e capacità prestazioni diverse in base alle esigenze applicative. Infine, a completamento della soluzione RFID operano una serie di apparati accessori aggiuntivi ed indispensabili, fra cui: multiplexer, un sofisticato apparato che consente di collegare a un singolo reader fino a 8 antenne; power splitter, in grado di suddividere la potenza in uscita da un solo reader su due o più antenne.
Punti di forza
• I tag possono essere letti e scritti, quindi le informazioni contenute al loro interno possono essere modificate e 85 il progettista industriale marzo 2007
PI_2007_003@84-87.indd 85
20-02-2007 10:59:58
Tecnologie AUTOMAZIONE
Particolare dell’applicazione RFID in Antolini: la lastra, munita di tag, è sottoposto al processo di lavorazione della lucidatura e viene rilevata dall’apposita antenna customizzata.
aggiornate nel tempo in modo da tenere traccia di trasformazioni o passaggi cui l’oggetto è sottoposto durante il suo ciclo di vita: con il tag quindi l’informazione segue il prodotto, dall’inizio della sua creazione fino al suo smaltimento. • Le letture e scritture possono essere effettuate automaticamente e senza visibilità ottica: è quindi possibile leggere etichette contenute all’interno di scatole, confezioni, ecc. • Le letture e scritture possono avvenire non singolarmente ma a lotti: un insieme di transponder che transita attraverso un varco RFID viene rilevato, nel tempo del suo attraversamento, “contemporaneamente”. • Le letture e scritture possono avvenire a varie velocità. • Le dimensioni dell’antenna, dell’etichetta e dell’antenna dei dispositivi di lettura sono molto rilevanti (in questo caso i transponder attivi sono i più adatti a velocità maggiori). • Le letture e scritture possono avvenire con qualunque orientamento della etichetta. Per garantire questa multi-direzionalità di lettura sono, co-
Particolare dell’applicazione RFID presso la Centrale ENEL di Brindisi: il tag è inserito all’interno del nastra che trasporta il carbone dall’avamposto di Brindisi alla Centrale lungo 13 km.
munque, necessari alcuni accorgimenti tecnici (antenne multiple con campi sfasati o antenne multiplexate). • Una porzione del transponder contiene un codice univoco a livello mondiale. Ogni microchip di silicio installato nell’etichetta contiene un codice univoco al mondo che non è scrivibile né modificabile in alcun modo, ma solo leggibile; in termini di sicurezza, ciò significa che il tag non può essere “fotocopiato”, essendo l’unicità garantita dai produttori dei microchip (Texas Instruments, Philips, STMicroelectronics, etc.), in accordo con gli organismi internazionali di standardizzazione (protocolli ISO). • Il tag può assumere forme, dimensioni e rivestimenti vari, idoneo quindi ad applicazioni “customizzate”, anche in ambienti ostici (es. alte temperature, presenza di acqua, detergenti, polvere, coloranti, solventi ed agenti chimici), e può essere recuperato. • Unico vincolo: non possono essere ospitati all’interno di contenitori metallici che, per l’effetto fisico “Gabbia di Faraday”, risultano impermeabili ai campi elettromagnetici
Dagli scenari applicativi alle case history concrete
Ecco alcuni degli scenari in cui l’RFID, tecnologia duttile e trasversale, può trovare applicazione: logistica & SCM; asset & document Management; sanità, pharma & PA, industry (robotica e automazione, controllo nei processi di produzione, gestione dati nel controllo qualità, identificazione utensili nelle macchine automatiche, lavanderie industriali, controllo lavorazione e/o noleggio, etc.), automotive, anticontraffazione, agro-alimentare, animali e piante, rilevazione transiti/presenze e Ticketing, Leisure, Edutainment & Event Management. Nel corso del 2006 Antolini Luigi & C. SpA, terzo produttore al mondo di pietre naturali con 1 milione di mq di lastre generate ogni anno e 30 container e camion in uscita ogni giorno dalla sede principale nel veronese, ha adottato una soluzione RFID, operante alla frequenza 13.56MHz, per migliorare e automatizzare le linee di produzione. In particolare, su ogni lastra è apposto un transponder “battezzato” dall’operato-
86 il progettista industriale marzo 2007
PI_2007_003@84-87.indd 86
20-02-2007 11:00:04
Segnare BN3012 cartolina servizio informazioni
re con un palmare industriale RFID: il codice identificativo univoco di ciascun transponder è cioè associato al codice del blocco d’origine della lastra, al quale sono legate in chiave univoca tutte le informazioni relative al materiale, scaricate poi sul database aziendale. La lastra così “taggata” si avvia poi verso uno dei numerosi processi di lavorazione in Antolini Luigi & C., tra i quali i più comuni sono la lucidatura, la levigatura e la resinatura; l’automazione di processo prevede, in particolare, il posizionamento di 2 antenne custom, all’inizio e alla fine della rulliera di ogni linea di lavorazione, rilevando così in modo involontario l’ingresso e l’uscita della lastra dalla linea stessa ed evidenziando il cambio di “stato” del materiale (es. da “ruvido” a “lucido”). La Centrale Termoelettrica ENEL di Brindisi, invece, si è affidata alla tecnologia RFID (frequenza 13.56MHz), per monitorare e rendere più sicuro il trasporto del carbone dall’avamposto della città pugliese all’impianto lungo il percorso del nastro di 13km. La complessità del sistema di trasporto carbone può portare a dover gestire una possibili anomalie che possono compromettere il trasferimento e indurre, nei casi più gravi, rischi d’incendi o contaminazioni ambientali; le anomalie che sono più difficili da individuare sono quelle sui nastri, dove si possono verificare delle rotture improvvise nelle giunzioni o tagli che, nei casi più gravi, richiedono la sostituzione di lunghi tratti di nastro. Ed è infatti proprio all’interno dei nastri che sono posizionati i tag RFID, rilevati poi in automatico dalle antenne dislocate in precisi punti del percorso. La tecnologia RFID mira a garantire una localizzazione sicura e precisa di una posizione a cui riferire le anomalie con una doppia la finalità: rilevare il punto “0” (zero) del nastro trasportatore durante i transiti ad ogni giro completo e mantenere una storia delle manutenzioni memorizzando alcune informazioni utili a catalogare la tipologia degli interventi, i tempi e le modalità d’esecuzione. Il tutto, senza intralciare la normale operatività dell’impianto e il personale addetto alle manutenzioni. ■
87 il progettista industriale marzo 2007
PI_2007_003@84-87.indd 87
20-02-2007 11:00:05