Handheld liest Transponder von Anlagenkomponenten

Viele Anlagenkomponenten der verfahrenstechnischen Industrie sind sicherheitsrelevant. Sie müssen regelmäßig überprüft werden, so verlangen es die einschlägigen Gesetze und Verordnungen. Oft sind sie in weiträumigen Anlagen verteilt und an unzugänglichen Stellen installiert, nicht selten befinden sie sich auch in Ex-Zonen. Der herkömmliche Prüfablauf anhand von Prüflisten auf Papier ist umständlich und fehleranfällig. Die RFID-Technologie erlaubt dagegen eine teilautomatisierte Prüfung, die papierlos und absolut zuverlässig ist. Sie stützt sich auf RFID-Transponder an den Komponenten und mobile Lese-/Schreibgeräte.

Die regelmäßige Prüfpflicht betrifft eine Vielzahl unterschiedlicher Komponenten. Dazu gehöre zum Beispiel Schläuche, Rohrverbindungen, Pumpen oder Ventile. Die vorgeschriebenen Kontrollen werden immer noch häufig mit Prüf- und Checklisten abgearbeitet und auf Papier dokumentiert. Wenn dabei Detailinformationen wie zum Beispiel eine Produktnummer vom Typenschild abgeschrieben wird, ist das nicht nur mühsam und zeitraubend. Auch Übertragungsfehler sind kaum zu vermeiden, zumal dies oft in staubiger oder verschmutzter Umgebung geschieht. Die Fehlerquote steigt weiter, wenn die Daten wieder von Hand in Excel-Tabellen oder ähnliche Dateien geschrieben werden. Durchgängige Datenverwaltung und Dokumentation sind mit solchen Methoden nicht zu erreichen.

Komponentenmanagement: Beispiel Schlauch
Schläuche gehören in Prozessanlagen zu den prüfkritischen Komponenten. Sie befördern flüssige oder gasförmige Medien, zum Beispiel in den Bereichen Lebensmittel, Öl und Gas, Chemie und Pharma. Die Medien können ganz unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften besitzen. Die Schläuche müssen grundsätzlich immer dicht sein und darüber hinaus je nach Anwendung weitere Anforderungen erfüllen. Dazu gehören unter anderem chemische Beständigkeit gegen aggressive Medien, hygienische Sauberkeit oder besonders hohe Druckfestigkeit. Als Voraussetzungen für den sicheren Transport der Prozessmedien werden diese Eigenschaften nach gesetzlich definierten Vorgaben geprüft und die Komponenten entsprechend gewartet. Im folgenden soll am Beispiel Schlauch das Prüfungsmanagement mit RFID erläutert werden.

Die Schlauchfabrik steht am Anfang des Lebenszyklus der Schläuche. Sie werden nach der vorgegebenen Spezifikation im Hinblick auf Länge, Durchmesser, Material und Anschlussstücke konfektioniert und erhalten ein Typenschild. Die Kriterien der abschließenden Qualitätsprüfung richten sich nach der späteren Verwendung. Pepperl + Fuchs hat für eine solche Schlauchfabrik zusammen mit dem Tochterunternehmen Neoception eine RFID-gestützte Prüfroutine mit fehlerfreier Identifikation und automatischer Dokumentation entwickelt. Die Hardware stammt aus dem breiten Portfolio bewährter RFID-Technologie des Mannheimer Familienunternehmen ­Pepperl + Fuchs, die Software wurde an die Anwendung angepasst. Zuvor war die Qualitätskontrolle der Schlauchfabrik auf der Grundlage von Prüflisten sowie handschriftlichen Einträgen durchgeführt und dokumentiert worden.

Daten statt Papier
Ist die Konfektionierung abgeschlossen, wird jeder Schlauch mit einem RFID-Transponder (englisch: Tag) versehen, der als Datenträger für die wesentlichen Informationen zum einzelnen Produkt dient. Dieser Tag bildet die Grundlage für die Erfassung und Verfolgung aller zu dokumentierenden Folgeschritte. Pepperl + Fuchs hat die Schlauchfabrik mit mobilen RFID-Lese-/Schreibgeräten (Handhelds) ausgestattet, mit denen er ausgelesen und beschrieben wird. Das Handheld steht auch in geschützten Versionen für Ex-Zonen zur Verfügung. Als zusätzliche Option kann auch eine Kamera integriert sein, die optische 1D- und 2D-Codes ausliest. Ein 2-D-Imager erlaubt dann, einzelnen Bauteilen in Form von Barcodes oder QR-Codes zusätzliche Informationen zuzuweisen und diese beim Auslesen des Tags mit den anderen Prüfergebnissen zu verknüpfen.

Die anwendungsspezifische Software wurde von der Pepperl + Fuchs-Tochter Neoception entwickelt. Sie stützt sich auf firmeneigene Software-Bibliotheken, in denen die Prüfroutine, einschließlich einer intuitiven Menüführung für den Touchscreen des Handhelds und der Dokumentation der Prüfdaten abgebildet ist. Bis zu einem bestimmten Umfang können diese Daten direkt auf den Transponder geschrieben oder auch vollständig in einer externen Datenbank hinterlegt werden. Der Tag dient dann der eindeutigen Zuordnung von Datensatz und Produkt. Ein typischer Tag-Datensatz enthält diese Informationen über einen Schlauch:

• Equipment-Nummer
• Prüfdatum/-uhrzeit
• Schlauchlänge und -durchmesser
• Leitfähigkeit
• Prüfdruck
• Datum der nächsten Inspektion

Professionelles Asset Management
Bei der Qualitätsprüfung nach Abschluss der Konfektionierung wird der Tag mit dem Handheld ausgelesen. Die Software erkennt nun den Schlauch, seine spezifischen Eigenschaften und die Prüfanforderungen. Der Prüfer bekommt auf dem Display des Geräts die Menüführung für die passende Prüfroutine angezeigt. Die einzelnen Schritte werden in den Auswahlkästchen abgehakt, Prüfwerte in vorgegebene Felder eingetragen. Ein Log-File hält das vollständige Prüfergebnis fest. Eine kundenspezifische Schnittstelle zur Middleware leitet die Daten in die Datenbank des ERP-Systems weiter. Neoception stellt auf Wunsch die ERP-Anbindung her und passt solche Schnittstellen an die jeweilige Anwendung an. Die Daten im Handheld können per WLAN oder durch eine Dockingstation ins übergeordnete System übertragen werden.

Die Nutzung des Transponders ist mit der Auslieferung des Schlauchs noch nicht beendet. Er kann zum Beispiel bei der Einlagerung und der korrekten Installation sowohl Information liefern als auch der Dokumentation dienen. Wenn die Spezifikation im Anlagenplan hinterlegt ist, kann die kundenspezifische Software den Schlauch dem geplanten Einbauort zuordnen. Der Einbau lässt sich mit der RFID-Technologie ebenfalls dokumentieren.

Ist eine vorgeschriebene Prüfung fällig, muss niemand mehr die häufig verschmutzten oder schwer zugänglichen Typenschilder ablesen. Sobald das Handheld in die Nähe des Transponders gelangt, wird die Produktkennzeichnung erfasst. Weitere Aktionen können in der Menüführung hinterlegt und am Touchscreen abgearbeitet werden. Diese Funktionen stehen auch für Prüf- und Wartungsvorgänge nach einem Ausbau der Komponente zur Verfügung. Wie bei der Qualitätskontrolle des Herstellers sind auch hier die richtige Zuordnung sowie die automatische Dokumentation der aktualisierten Daten prinzipiell gewährleistet. Die Daten stehen für ein durchgängiges Asset Management zur Verfügung. Der Aufwand für Prüfprozesse wird drastisch reduziert, ihre Fehleranfälligkeit beseitigt.