Indoor locatiebepaling centraal in automatisering nieuwe cargo-hub
Indoor locatiebepaling in de industrie: het is nog altijd een uitdaging, zeker als je gaat voor uiterste precisie. Maar uitdagingen zijn er om aan te gaan. Bij de automatisering van een grote cargo-hub op een Duitse luchthaven, gingen wij daarom op zoek naar de ideale oplossing voor nauwkeurige plaatsbepaling. Met succes!
Het gaat om een project van een van de grootste logistieke dienstverleners ter wereld, gericht op een nieuw distributiecentrum op de luchthaven in Keulen. Centraal hierin staat een transportsysteem van zo’n zeventig meter lang voor vliegtuigcontainers. De operator loopt op het transportsysteem met de vracht mee, van het ene naar het andere uiterste, en bedient het systeem met een mobiel panel. Veiligheid heeft natuurlijk de hoogste prioriteit. Daarom is de lijn opgedeeld in secties en kan de operator alleen die onderdelen bedienen binnen de sectie waar hij zich bevindt. Dit vraagt om uitgekiende automatisering op basis van zeer nauwkeurige plaatsbepaling.
Beschikbare technieken
Er zijn verschillende technieken beschikbaar voor indoor locatiebepaling, allemaal met hun eigen voor- en nadelen. Zo is er Bluetooth: een relatief goedkope oplossing met een beperkte nauwkeurigheid (tot ongeveer één meter) die alleen geschikt is als de afstanden niet te groot zijn en er geen grote obstakels in de buurt zijn die voor verstoring kunnen zorgen. De techniek werkt op een vrije frequentieband (ISM-band), waardoor er een risico is op verstoring met andere ISM-band-componenten. Wifi is vergelijkbaar qua nauwkeurigheid, maar ook hier bestaat de kans op ISM-interferentie.
Ultra wideband
Het was al snel duidelijk dat de oplossing gezocht moest worden in ultra wideband (UWB). Deze techniek combineert een hoge nauwkeurigheid – tot wel 10 cm – met een laag energieverbruik. In plaats van data te moduleren op een draaggolf, verstuurt UWB zeer korte pulsen van enkele nanoseconden. Deze korte pulsen maken het mogelijk om zeer nauwkeurig en betrouwbaar de time of arrival (ToA) te meten. Een tweede voordeel van deze korte pulsen is dat ze een minimaal vermogen hebben en daarmee in het ruisgebied zitten. Er is dus geen interferentie met andere apparaten.
De werking
UWB werkt op basis van tags en anchors. Een tag is de component waarvan de locatie wordt bepaald. Een anchor is de component, stationair op een vaste locatie, die de ToA bepaalt. In tegenstelling tot het traditionele gps, waarbij de satelliet (anchor) een signaal uitzendt dat door bijvoorbeeld het navigatiesysteem (tag) wordt gebruikt, is het hier de tag die een signaal uitzendt. Dit signaal wordt ook wel ‘blink’ genoemd. De anchors, die op strategische posities zijn geplaatst, ontvangen deze blink en bepalen het verschil in ToA op de verschillende anchors. Hiervoor worden de klokken van de anchors onderling zeer secuur gesynchroniseerd. Aan de hand van de ToA-data van de anchors wordt de exacte positie bepaald. De tag kan overigens ook andere data meesturen, waaronder luchtdruk (voor hoogtebepaling) en temperatuur.
Onderzoek en testopstellingen
Als techniek is UWB natuurlijk allang bekend. Maar een functionele toepassing ervan in de industrie bleef lang uit. Om tot de oplossing te komen, hebben onze mensen dan ook veel onderzoek verricht en de nodige testopstellingen gemaakt. Via MES zijn de UWB-data vertaald naar de PLC. Omdat de toepassing van UWB vraagt om een Windows-omgeving, is voor de visualisatie en bediening (HMI) ook een Windows-oplossing gekozen.
Missie geslaagd
Met de functionele toepassing van UWB heeft zowel de logistieke dienstverlener als Van Doren Engineers een mooie stap vooruit gezet. In januari werd het nieuwe transportsysteem op de luchthaven in Keulen in bedrijf gesteld. De nieuwe cargo-hub wordt, zoals het er nu naar uitziet, in juni in gebruik genomen.
Meer weten over de toepassing van UWB of over dit specifieke project? Neem contact op met Ad Engels of Mark Verhaeg via 0492 747550.
