부품, 자재 또는 자산을 추적하기 위해 별도의 시스템 사이를 오가며 지저분한 HMI 화면을 쳐다본 적이 있는 산업 운영자 또는 엔지니어라면 이것이 얼마나 많은 시간을 낭비하는지 알 것입니다. 지난 분기에 제 생산 고객은 배치 번호와 도구 ID를 수동으로 기록하는 것만으로도 일주일에 12시간의 작업 시간을 잃었습니다. 이 모든 것은 HMI를 기존 RFID 판독기에 연결하지 않았기 때문입니다. 이것이 귀하의 상황이라면 RFID 판독을 산업용 HMI와 통합하는 것이 생각보다 훨씬 간단하고 전체 시스템 점검이 필요하지 않습니다. 산업용 HMI 공급업체로서 저는 팀에게 이 정확한 설정을 수십 번 안내했으며 오늘은 화려한 엔지니어링 학위가 필요하지 않은 올바른 설정 방법을 자세히 설명하겠습니다.
먼저 이것이 왜 중요한지에 대해 동일한 페이지에서 살펴보겠습니다. RFID(무선 주파수 식별)는 부품, 팔레트 또는 도구에 있는 작은 태그와 해당 태그의 데이터를 수집하는 리더를 사용합니다. 이를 공장 현장의 제어 및 모니터링 허브인 HMI와 결합하면 별도의 격리된 도구가 아닌 의사 결정을 내리는 곳에서 바로 RFID 데이터를 볼 수 있습니다. 더 이상 화면을 전환할 필요가 없고, 배치 번호를 기록할 때 더 이상 오타가 없으며, 부품이 올바른지 모르기 때문에 더 이상 생산을 중단할 필요가 없습니다. 우리를 사용하는 팀의 경우산업용 HMI이 통합은 소규모 작업셀을 위한 7인치 소형 장치이든 전체 생산 라인을 위한 10인치 모델이든 상관없이 원활하게 작동합니다.
설정을 시작하기 전에 나중에 골치 아픈 일을 방지하기 위한 몇 가지 기본 규칙이 있습니다. 먼저 호환되는 장비를 선택하세요. 모든 RFID 리더가 모든 HMI와 잘 작동하는 것은 아니므로 임의의 리더를 잡고 작동하기를 바라지 마십시오. HMI 시스템의 경우 Modbus RTU/TCP, 이더넷/IP 또는 Profinet과 같은 표준 통신 프로토콜을 지원하는 RFID 리더를 테스트하고 권장합니다. 이러한 프로토콜은 산업 기계가 서로 통신하는 데 사용하는 언어이므로 이상한 연결 결함을 피할 수 있습니다. 둘째, 사용 사례를 파악하세요. 좁은 작업셀에서 작은 부품을 추적하는 경우에는 거대한 RFID 리더가 필요하지 않습니다. 창고를 통해 이동하는 전체 팔레트를 모니터링하는 경우 장거리 리더가 필요합니다. 셋째, 필요한 데이터를 정확하게 매핑하십시오. 부품의 일련번호가 필요합니까? 배치 번호? 생산 날짜? 로깅 시간? 배선을 시작하기 전에 이를 기록해 두십시오. 이렇게 하면 단계를 건너뛰거나 나중에 재작업하는 것을 방지할 수 있습니다.
이제 실제 통합 프로세스를 단계별로 살펴보겠습니다. 저는 RFID를 우리 회사의 시스템과 통합한 최근 자동차 부품 공장의 사례를 사용하겠습니다.HMI 7인치조립 라인용 장치—설정 후 수동 로깅 시간을 90% 단축했습니다.
1단계: RFID 리더를 HMI에 연결
먼저, 올바른 케이블과 프로토콜을 사용하여 RFID 리더를 HMI에 연결하십시오. 대부분의 경우 이더넷/IP는 속도가 빠르고 대부분의 최신 산업 장비에서 작동하기 때문에 가장 쉽습니다. 이더넷 케이블을 잡고 한쪽 끝을 리더의 이더넷 포트에 연결하고 다른 쪽 끝을 HMI 네트워크 스위치의 예비 포트에 연결합니다. 더 작은 작업셀을 위해 7인치 HMI를 사용하는 경우 예비 스위치 포트가 없을 수 있습니다. 정확한 시나리오를 위한 소형 어댑터가 포함되어 있으므로 추가 하드웨어가 필요하지 않습니다. 다음으로 RFID 리더와 HMI 모두에 IP 주소를 할당합니다. 서로 "대화"할 수 있도록 동일한 서브넷(예: 192.168.1.x)에 있는지 확인하세요. 이상한 맞춤형 IP를 건너뛰고 표준 산업 범위를 고수하세요. 막히면 우리 팀에서 우리 라인의 모든 HMI 모델에 대한 빠른 IP 설정 가이드를 제공합니다.
2단계: HMI에서 통신 설정 구성
여기에서 HMI에 "이 RFID 리더는 신뢰할 수 있는 소스입니다. 전송되는 데이터는 다음과 같습니다."라고 말할 수 있습니다. HMI의 프로그래밍 소프트웨어를 엽니다. 당사 장치의 경우 파트타임 엔지니어라도 하루 안에 사용할 수 있는 무료이며 사용자 친화적인 도구입니다. "통신" 탭으로 이동하여 "장치 추가"를 선택하고 사전 로드된 목록에서 RFID 리더를 선택하십시오(사용하는 경우 Allen-Bradley와 같은 모든 주요 RFID 브랜드에 대한 프로필이 있습니다). 그런 다음 리더의 IP 주소, 프로토콜 및 포트 번호(기본값은 일반적으로 Modbus의 경우 502, 이더넷/IP의 경우 2222)를 입력합니다. "연결 테스트"를 누르면 HMI가 리더에 핑을 보내고 연결되었는지 확인합니다. 나는 항상 고객에게 계속 진행하기 전에 이것을 먼저 테스트하라고 말합니다. 프로토콜이 뒤섞여 있다는 것을 발견하기 위해 모든 것을 연결하는 것보다 더 나쁜 것은 없습니다.
3단계: RFID 데이터를 HMI 태그에 매핑
이제 표시할 RFID 태그 데이터 부분을 HMI에 알려야 합니다. 모든 RFID 태그에는 데이터를 저장하는 메모리 뱅크가 있습니다. 이를 "배치 번호" 또는 "일련 번호"와 같은 라벨이 있는 디지털 폴더로 생각하십시오. HMI 소프트웨어에서 "태그 데이터베이스" 섹션으로 이동하여 새 태그를 생성하고 명확한 라벨을 붙입니다(예: "Part_Batch_Number"). 그런 다음 태그 유형을 "정수" 또는 "문자열"(문자열은 배치 번호와 같은 텍스트용)로 설정하고 배치 번호가 저장된 RFID 리더의 메모리 주소에 연결합니다. 최근 자동 클라이언트의 경우 배치 번호, 부품 일련번호, 생산 날짜, 작업자 ID, 스테이션 번호 및 타임스탬프 등 6개의 태그를 설정했습니다. 각 태그가 고유한 메모리 주소에 매핑되어 부품 간에 혼동이 발생하지 않도록 했습니다. 팁: 빈 태그를 먼저 테스트하십시오. 리더기 앞에서 테스트 RFID 태그를 스캔하고 HMI에 올바른 데이터가 표시되는지 확인하십시오. 왜곡된 경우 메모리 주소나 프로토콜 설정을 다시 확인하세요.
4단계: HMI에서 시각화 및 경보 구축
RFID를 HMI와 통합할 때 가장 좋은 점은 해당 데이터를 공장 현장에서 유용하게 만드는 것입니다. 숫자 목록만 원하는 것이 아니라 운영자가 작은 글씨를 읽지 않고도 한눈에 볼 수 있는 시각적 자료를 원합니다. 자동 조립 라인의 경우 스크린을 구축했습니다.HMI 10인치크고 읽기 쉬운 테이블에 각 팔레트의 RFID 데이터에 대한 실시간 피드가 표시되었습니다. 또한 배치가 유효하면 녹색, 배치가 곧 만료되면 노란색, 부품이 잘못되었거나 추적되지 않으면 빨간색으로 색상으로 구분된 경보도 추가했습니다. 운영자가 여러 메뉴를 이용할 필요 없이 즉시 알림을 볼 수 있기 때문에 이는 획기적인 변화입니다. 더 작은 작업셀의 경우 간단하게 유지할 수 있습니다. 단일 화면에 현재 도구의 ID와 마지막으로 교정된 시간이 표시되며 추가 항목이 없습니다. 전문가 팁: "스캔 완료" 팝업을 추가하면 HMI가 언제 데이터를 포착했는지 운영자가 알 수 있습니다. 더 이상 RFID가 태그를 포착했는지 궁금해할 필요가 없습니다.
5단계: 실제 조건에서 통합 테스트 및 검증
사무실에서 테스트만 하지 마십시오. 공장 현장으로 가져가서 실제 부품, 실제 조명(형광등 조명은 일부 RFID 판독기에 문제를 일으킬 수 있으므로 테스트) 및 움직임을 통해 전체 교대근무를 실행하십시오. 자동 클라이언트는 조용한 회의실에서 첫 번째 테스트를 시도했고, 팔레트가 라인에서 3mph로 이동할 때 판독기가 태그를 놓쳤습니다. 그래서 리더기의 안테나 각도를 조정하고 읽기 성능을 약간 높였습니다. 10분 만에 수정되었습니다. 또 다른 일반적인 문제: 금속 부품의 RFID 태그는 신호가 약할 수 있습니다. 그런 경우에는 당사가 가지고 있는 금속 장착형 RFID 태그를 사용하고, 금속에 의해 판독기가 막히지 않도록 리더 위치를 조정하십시오. 테스트 후 최종 점검을 수행하십시오. 기록된 데이터가 HMI의 기록에 저장되어 있는지 확인하십시오. 그러면 나중에 품질 감사를 위해 배치 기록을 가져올 수 있습니다.
이제 피해야 할 일반적인 실수에 대해 이야기해 보겠습니다. 견고한 프로세스를 사용하더라도 작은 실수로 인해 상황이 탈선될 수 있기 때문입니다. 첫째, 프로토콜 호환성을 건너뜁니다. 나는 맞춤형 프로토콜만 사용하는 값싼 RFID 리더를 구입한 클라이언트와 일한 적이 있습니다. 우리는 그것이 HMI와 통신하도록 할 수 없었고 강제로 시도하는 데 3일을 낭비했습니다. 표준 프로토콜을 준수하고 당사 HMI를 사용하는 경우 가장 일반적인 모든 RFID 브랜드에 대한 프로필을 사전 로드하므로 추가 코딩이 필요하지 않습니다. 둘째, 현실적인 읽기 범위를 설정하지 않습니다. 라인에 10피트 떨어진 팔레트가 있는 경우 1피트 범위의 리더는 쓸모가 없습니다. 장비를 구입하기 전에 빠른 사이트 점검을 통해 리더와 태그 사이의 거리를 측정하십시오. 셋째, 팀을 훈련시키지 않습니다. 자동 클라이언트의 운영자는 수동 로깅에 익숙했기 때문에 누락된 스캔을 수정하는 방법과 색상 코드의 의미를 포함하여 새로운 HMI-RFID 화면을 30분간 살펴보았습니다. 그 이후에는 문제가 전혀 없었고 실제로 새 시스템을 선호했습니다.
통합 후 다음 단계는 무엇입니까? 이것을 더욱 발전시킬 수 있습니다. 우리의산업용 HMIline을 사용하면 RFID 데이터를 SAP 또는 MES 도구와 같은 ERP 시스템과 동기화할 수 있으므로 공급망에 대한 전체 엔드투엔드 보기를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, RFID 태그에 부품 배치가 부족하다고 표시되면 HMI는 자동으로 구매 팀에 경고를 보낼 수 있습니다. 사용자 권한을 추가할 수도 있습니다. 감독자만 알람을 재설정하거나 설정을 조정할 수 있고 운영자는 데이터만 볼 수 있으므로 작업 현장을 안전하게 보호할 수 있습니다.
결국 RFID와 HMI를 통합하는 것이 거대하고 무서운 프로젝트가 될 필요는 없습니다. 시간을 절약하고 오류를 줄이며 작업을 더 쉽게 만들기 위해 이미 사용하고 있는 두 가지 도구를 연결하는 것입니다. 작은 작업셀이 있는지 여부HMI 7인치또는 전체 생산 라인HMI 10인치, 저희 팀이 원활한 설정을 도와드리겠습니다. 특정 사용 사례에 대해 이야기할 준비가 되었다면 구매 팀에 연락하여 올바른 장비를 확보하고 세부 사항을 해결하세요. 일반적인 솔루션도, 지나치게 복잡한 전문 용어도 없습니다. 단지 공장에 적합한 설정만 있으면 됩니다.
참고자료
- 산업용 인터넷 컨소시엄. (2021). 제조 운영 효율성을 위한 RFID-HMI 통합. industryinternetconsortium.org에서 검색함
- 알렌-브래들리. (2023). 산업용 애플리케이션을 위한 HMI-RFID 통합 설정 가이드.
- 슈나이더 일렉트릭. (2022). 산업용 장치 연결을 위한 공통 프로토콜. schneider-electric.com에서 검색함