RFID-label voorkomt ellende

Beveilig een magazijn vol accu's

Onlangs verklaarde de rechtbank fietsenfabrikant Stella failliet. Als één van de oorzaken van het ineenstorten van dit bedrijf noemde de pers de grote brand in de accuopslag van een aantal jaren geleden. Een brand die heeft aangetoond wat de grote nadelen zijn van het gebruik van lithium-accu’s. Had dit voorkomen kunnen worden? Identificatiespecialist Brady denkt van wel. Als de mensen van Stella vroegtijdig gewaarschuwd waren dat er ergens in hun opslag een accu lag die ongewoon warm werd, dan had deze afgevoerd kunnen worden.

Een lithium-accu waar iets mis mee is, kan spontaan ontbranden. Voorbeelden hiervan zijn overal te vinden, veelal met grote gevolgen. U hoeft internet er maar op na te slaan en u leest over alle ellende die door dit type accu is ontstaan.
Kijken we naar wat er gebeurt, dan zien we dat zelden tot nooit zonder oorzaak een cel ontploft. Veelal gaat er aan de ontbranding iets vooraf. Wat dit is, kan verschillend zijn, maar altijd zien we het spontaan oplopen van de celtemperatuur. Deze thermal runaway ontstaat door een kettingreactie in de cel die tot gevolg heeft dat na enige tijd de cel ontploft en het celmateriaal in brand vliegt.
Er zijn meerdere oorzaken waardoor thermal runaway ontstaat. Veel van de oorzaken hebben te maken met hoe we met de accu’s om gaan. Voorzichtigheid is geboden, zowel bij het opladen als bij het hanteren van de accu’s. Laten vallen, bijvoorbeeld is vaak een oorzaak van ellende.

Voor de beheerder van een magazijn vol met accu’s is het omgaan met de accu’s natuurlijk een punt van aandacht. Bij het laden en lossen mogen dozen vol met cellen natuurlijk niet ruw behandeld worden en als een doos van een palet valt, moet vervolgens goed gekeken worden of de cellen niet beschadigd zijn.
Ondanks alles wat we kunnen doen om de cellen beter te maken en er voorzichtiger mee om te gaan, kan er nog altijd iets mis gaan. Bij een magazijn vol met accu’s is dan de ellende niet te overzien. Goede maatregelen om te voorkomen dat een enkele cel die ontbrandt door thermal runaway leidt tot het een grote magazijnbrand, zijn gewenst, maar wat zijn slimme, goedkope en effectieve oplossingen? Brady heeft in ieder geval iets bedacht dat beheerders tijdig waarschuwt als er ergens iets niet in de haak is.

Temperatuurlabel

Brady kennen we vooral van hun labels voor allerhande toepassingen. Ook hebben ze labels met RFID-tags die de goederenafhandeling binnen een magazijn kunnen vereenvoudigen. Dit zijn goedkope labels met een batterijloze tag die allerhande informatie kan bevatten over het product waar de label op geplakt is.
De hier genoemde labels hebben alleen een geheugen aan boord dat door de RFID-lezer gevuld en uitgelezen kan worden. Met een simpele uitbreiding kan het IC in de tag ook voorzien worden van een temperatuursensor en het is deze versie waarop het beveiligingssysteem van Brady gebaseerd is. Bij een thermal runaway zien we immers dat de temperatuur oploopt. Wanneer nu via de RFID-tag een waarschuwingssysteem aangestuurd wordt, dan kan onmiddellijk actie ondernomen worden. Via de software wordt de gebouwbeheerder gewaarschuwd en kan hij zien welk label de temperatuurverhoging gesignaleerd heeft. Waar dit label zich bevindt in het magazijn, valt ook te zien zodat er niet gezocht hoeft te worden waar de melding vandaan komt (afbeelding 1). Een gepaste actie kan nu direct uitgevoerd worden om zo misschien grote ellende te voorkomen.

Veiligheid

Het spreekt voor zich dat hier een waarschuwing op zijn plaats is. Een lithium-cel die ontbrandt, verspreidt schadelijke gassen. Een medewerker zonder beschermingsmiddelen het magazijn in sturen om even de aangegeven doos met accu’s uit het schap te trekken, is niet verstandig. Op internet zijn vele filmpjes te vinden hoe een lithiumaccu kan ontploffen en hoeveel schadelijke gassen daarbij vrij komen. Dit lijkt ons verplichte kost voor alle BHV-medewerkers.

Snelheid

De labels waar we het over hebben, bieden een kostenefficiënte oplossing met realtime temperatuurbewaking om onstabiele lithium-accu’s in een opslag snel te detecteren. De elektronica meet automatisch temperatuurverschillen van 0,5 °C per seconde en biedt de precisie en snelheid om onstabiele batterijen te isoleren voordat ze een veiligheidsrisico vormen.
Het systeem bestaat uit 3 componenten, namelijk zelfklevende batterijloze UHF RFID-labels met ingebouwde temperatuursensoren, RFID-lezers met tot 16 antennes en een gepersonaliseerd RFID-softwareplatform. De zelfklevende UHF RFID-labels kunnen op dozen worden aangebracht om temperatuurveranderingen snel te detecteren. Als alternatief kan elke lithium-cel worden gelabeld met bedrukbare UHF RFID-labels specifiek ontworpen voor metalen oppervlakken om zo nog nauwkeuriger te kunnen bewaken.
Elke seconde activeren de RFID-lezers automatisch alle labels en sensoren binnen het bereik om temperatuurmetingen met een nauwkeurigheid van 0,5 °C te verzamelen. Daarbij kan het systeem honderden labels per seconde benaderen zodat ook een grote opslag op deze manier beveiligd kan worden.
Elke temperatuurmeting en de bijbehorende opslaglocatie van de batterij wordt verzameld door het RFID-softwareplatform. Wanneer de ingestelde temperatuurdrempels worden bereikt, activeert het softwareplatform externe apparaten via een standaard-API. Dankzij continue, geautomatiseerde en nauwkeurige temperatuurmonitoring kunnen magazijnmedewerkers snel waarschuwingen ontvangen via sms, e-mail of zelfs via waarschuwingslampjes op de rekken. Zo kunnen ze tijdig naar specifieke magazijnlocaties worden geleid om onstabiele lithium-batterijen te isoleren. Als alternatief kan de API van het softwareplatform ook een autonoom voertuig activeren om automatisch een onstabiele batterij te verwijderen.

Kosteneffectief

Batterijloze UHF RFID-labels met ingebouwde sensoren zijn een kosteneffectieve oplossing voor temperatuurmonitoring, in vergelijking met actieve RFID-tags of IR-camera’s. Ze kosten tot 5 keer minder dan RFID-tags op batterijen en vereisen geen onderhoud.
Het aantal RFID-lezers dat nodig is om de opslaglocaties in een magazijn volledig af te dekken, is sterk afhankelijk van de magazijninrichting, de hoogte van de rekken en het opslagvolume per vak. Met de oplossing van Brady kunnen tot 16 antennes worden aangesloten op één RFID-lezer voor een uiterst snelle en nauwkeurige temperatuurmonitoring binnen een stelling van 12 bij 4 meter.
De labels zijn in feite standaard RFID-labels die geleverd worden op rol (afbeelding 2). Daardoor kunnen ze bedrukt worden met een standaard labelprinter. Encoderen van de RFID-tag is mogelijk met gespecialiseerde RFID printers of vooraf bij Brady.

Voor het uitlezen van de labels heeft Brady de FR22 (afbeelding 3). Dit is een lezer waarop maximaal vier antennes (afbeelding 4) aangesloten kunnen worden. Omdat menig magazijn een opstelling met meer antennes vraagt, heeft men ook de multiplexer MUX16 (afbeelding 5). Hierop kunnen 16 antennes aangesloten worden. Mocht dit niet genoeg zijn, dan kunnen meerdere FR22-systemen tegelijkertijd geïnstalleerd worden. De software biedt alle ruimte om ook binnen een zeer groot magazijn voor een oplossing te zorgen.
Het belangrijkste onderdeel is natuurlijk de software die alle lezers aanstuurt, de temperatuurveranderingen registreert en de alarmmeldingen uitstuurt. Dit is een uitgebreid pakket dat alle mogelijkheden biedt om het systeem op uw situatie aan te passen.

Geautomatiseerde voorraden

Door een RFID-leespoort toe te voegen aan bepaalde magazijnuitgangen, kan de oplossing van Brady ook geautomatiseerde realtime magazijninventarisatie mogelijk maken. Items met een RFID-label worden gelezen door de RFID-lezers op het moment dat hun label binnen het bereik van de lezer komt. Wanneer ze door een RFID-leespoort gaan, kunnen deze items eenvoudig van de voorraad worden afgetrokken door het RFID-softwareplatform. Op deze manier maakt de oplossing een kosteneffectieve tracering van de batterijen in het magazijn mogelijk, van het binnenkomen tot het verlaten van het magazijn, inclusief temperatuurmetingen.