Codelesen ist als Standardmethode der industriellen Identifikation in der Automatisierung ­unverzichtbar. Ebenso vielfältig wie die Anwendungsbereiche sind dabei die Umgebungsbedingungen. Dazu bedarf es entsprechender Technologien, die den ­Ein­flüssen industrieller Fertigungs­um­gebung, den Materialeigenschaften der Produkte sowie den Gegebenheiten des Anwendungsfalls Rechnung tragen.

Der Bedarf an industrieller Identifikation besteht über alle Branchen hinweg. Die Variation der Identifikationsaufgaben ist ebenso groß wie die Vielfalt der zu kennzeichnenden Materialien und der zu berücksichtigenden Produktionsbedingungen. Für die Identifikation in Produktion und Logistik bietet Siemens daher in seinem Produktportfolio - abhängig von der jeweiligen Applikation - sowohl RFID-Systeme auf Basis von Funkwellen als auch optische Lesesysteme zur Erkennung von 1D- und 2D-Codes, Klarschrift und Objekten. Diese zuverlässigen Technologien stellen eine lückenlose Verfolgbarkeit von Produkten und Komponenten entlang des gesamten Herstellungs-, Beschaffungs- und Versandprozesses sicher.

Was sind schwierige Bedingungen?
Die aktuelle Entwicklung im Bereich der industriellen Identifikation ist aufgrund ihrer weltweiten Verbreitung und wachsenden Bedeutung geprägt von einer immer weiter fortschreitenden Standardisierung der Markierung und damit indirekt der Lesebedingungen. So steht z.B. für den Bereich Automobil durch die ISO 29158, die Prüfung der Codequalität, eine klare Definition zur Verfügung, was eine gute Markierqualität und was eine schlechte Markierqualität ist. Man könnte daraus folgern, dass nur gute, leicht lesbare Codequalitäten in der Produktion auftreten. Schwierige Lesebedingungen für 1D- und 2D-Codes können aber völlig unabhängig von der Markierqualität in der Applikation entstehen. So ist insbesondere die Markierart „genadelt" in der Industrie im Bereich metallische Produkte weit verbreitet. Bei dieser Markierart werden die Strukturen des Codes, etwa des Datamatrix Codes zur lückenlosen Verfolgbarkeit von Produkten oder Komponenten, in die Oberfläche der Produkte mit einer metallischen Nadel geprägt.
Kamerabasierte Codelesesysteme können, wie das menschliche Auge, nur Helligkeitsunterschiede sehen und somit nur den Schattenwurf der eingeprägten Markierung. Das Erscheinungsbild des Codes variiert demzufolge extrem - je nach Lichteinfall. Eine schwierige Lesebedingung ist in diesem Fall begründet in der Markiertechnik und bedarf trotz normierter Markierqualität professioneller Codelesegeräte. Weitere schwierige Lesebedingungen entstehen im Umfeld der Produktion bzw. der Logistik. Die wichtigsten zu benennenden Einflüsse sind Beschädigung in der Codestruktur, Verfärbungen der codetragenden Oberfläche, Fremdlicht aus der Umgebung und Bewegung des tragenden Objekts und damit des zu lesenden Codes.

Was ein industrielles Codelesegerät auszeichnet
Entsprechend den genannten Herausforderungen im Bereich industrieller Produktion und Identifikation sind professionelle Lesegeräte neben der Einhaltung von geprüfter Markierqualität die Voraussetzung, um die angestrebte maximale Lesesicherheit zu erreichen.
Innerhalb des Portfolios der optischen Simatic-Codelesesysteme sind die Geräte durch spezifische Produkteigenschaften auf den Einsatz in einem schwierigen Produktionsumfeld vorbereitet. So bieten die stationären Codeleser zu diesem Zweck vom Tageslicht weitestgehend unabhängige Beleuchtungskonzepte, um etwa unkontrollierbares Fremdlicht wie tiefstehende Sonne oder bewegliche Scheinwerfer zu eliminieren. Handlesegeräte gleichen die nicht optimale Ausrichtung des Lesegerätes relativ zum Code durch eine flexible Variation der Beleuchtungsrichtung aus, um dennoch die maximale Lesesicherheit zu erreichen. Für den Fall, dass die Leseentfernung die Schwierigkeit der Lesung darstellt, bieten die Handlesegeräte das patentierte „Dual-Field"-Bildaufnahmeverfahren. Zwei Bilder für zwei überlappende Entfernungsbereiche werden gleichzeitig aufgenommen. Somit steht, unabhängig von dem Verhalten des Anwenders, innerhalb eines großen Entfernungsbereichs jederzeit ein scharfes Bild für die Codelesung zur Verfügung.
Insgesamt sind die stationären und mobilen Codeleser durch optimal aufeinander abgestimmte Software und Hardware gekennzeichnet. Auf Basis der leistungsfähigen Hardware erreicht die industrietaugliche Software maximale Lesesicherheitswerte, trotz aller auftretenden Widrigkeiten im Produktionsbetrieb. So wird etwa die Bewegung der Objekte - gemeint ist insbesondere das hochfrequente Vibrieren - durch eine ex­trem kurze Belichtungszeit (min. 10-6 s) völlig eliminiert. Extrem kurze Beleuchtungszeiten erfordern wiederum eine sehr leistungsstarke Lichtquelle für das Codelesegerät. Auch hier bietet die Palette der stationären Codelesegeräte die passenden Produkte.

Einfache und sichere Systemeinbindung
Neben der Leistungsstärke der Codelesegeräte ist für eine zuverlässige Identifikation und die fehlerfreie Funktion der Gesamtanlage die erfolgreiche Übermittlung des Leseergebnisses an die zentrale Steuerung unverzichtbar. Daher wurde bei den Codelesegeräten auch insbesondere die funktionssichere Einbindung in die Automatisierungstechnik berücksichtigt. So bieten die Kommunikationsmodule von Siemens eine nahtlose Integration in Profibus, Profinet oder Industrial-Ethernet-Systeme. Auf Basis der genannten Standards sind die Fehlerfreiheit und die Planbarkeit der Übertragung der erfassten Daten sichergestellt. Standardprotokolle bieten umfangreiche Diagnosefunktionen, welche die Fehlersuche und -behebung optimal unterstützen und somit die Inbetriebnahmezeit - sprich: Anlagenstillstandzeit - minimieren.
Ein wichtiger Teil der Systemeinbindung für industrielle Identifikationssysteme und insbesondere Objekterkennungssysteme ist die Integration in den Steuerungsablauf der Gesamtanlage. Die Codelesegeräte verfügen hierfür über systemgetestete Funktionsbausteine für Simatic S7 und Simotion sowie die Möglichkeit zur Anbindung an Steuerungen im Bereich Sinumerik. Die Bausteine stehen in der TIA-Portal Engineering-Umgebung zur Verfügung und müssen nicht projektspezifisch erstellt und getestet werden. Dies sichert eine durchgängige Lösung und spart deutlich Aufwand und Kosten.

Verringerter Projektierungsaufwand
Neben der Anbindung an die Steuerung ist das Einbinden in das Visualisierungskonzept einer Anlage eine wichtige Kundenforderung und Gerätefunktion. Die Produkte im Bereich Simatic Ident unterstützen die Einbindung der Visualisierung in eigene HMI-Geräte, aber auch in Geräte von Drittanbietern. Es bedarf daher keiner separaten Visualisierungshardware für die Implementierung der Funktion „Codelesen" in der Gesamtanlage. Dies reduziert Erstellungskosten, Platzbedarf und den Verdrahtungsaufwand einer Anlage, zumal die Visualisierung der Objekterkennung im störungsfreien Betrieb nicht notwendig ist. Das Visualisierungsgerät wird in dieser Zeit sinnvollerweise zur Darstellung des Gesamtzustands der Anlage verwendet. Im Falle eines Fehlers ist jedoch speziell für optische Prüfgeräte das zugrunde liegende Bild für den Maschinenführer besonders hilfreich. Bei den optischen Lesegeräten ist die Nutzung der integrierten, web-basierten Bedienoberfläche, entweder als Stand-alone-Lösung oder als integrierter Bestandteil einer Anlagen-Bedienoberfläche, besonders einfach. Der Anwender kann die vorhandene Oberfläche ohne eigenen Testaufwand nutzen oder das Gerät über kundenspezifische Visualisierung integrieren.
Die industrielle Identifikation auf Basis optischer Sensoren ist eine Standard-Funktion in der industriellen Fertigung. Die Standardisierung der industriellen Identifikation sowie die leistungsstarken Produkte im Portfolio der Siemens-Codelesegeräte bieten maximale Erkennungssicherheit, unabhängig von produktionsbedingten Schwierigkeiten der Applikation. Die standardisierte Anbindung über systemgetestete Funktionsbausteine und die Anlagenvisualisierung mit standardisierten Kommunikationsschnittstellen erhöhen die Funktionssicherheit und reduzieren den Projektierungsaufwand sowie das Projektrisiko.