스마트팩토리를위한 Turck의Industry 4.0 심기술29B-1].pdf · 2018-04-05 · Tic. Ltd. Sti. Instanbul/Turkey Turck do Brazil. Ltda. São Paulo/Brazil Turck Chartwell Canada

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스마트팩토리를 위한 Turck의 Industry 4.0 핵심기술스마트팩토리 컨퍼런스 2018

㈜터크코리아 │ 2018년 3월 29일 │ 정목해 이사

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Agenda

스마트팩토리 컨퍼런스 2018

• Industry 4.0 with Turck

• IO-Link

• Turck 소개

• Ethernet

• RFID

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Turck 소개Turck Group & Turck Korea


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Turck Group


= 세일즈 + 생산기지

Turck Holding GmbHHalver/Germany

Hans Turck GmbH & Co. KGMülheim/Germany (세일즈 & 마케팅)

Werner Turck GmbH & Co. KGHalver/Germany (생산, R&D)

매출 약 8천억 원 / 전 세계 4,200여 명 직원 근무 / 전세계 60개 도시에 세일즈 채널 보유

= 세일즈 = 생산기지

Turck BeierfeldGmbH

Beierfeld/Germany

Interprox S.A.Délemont/Switzerland

Turck Inc.Minneapolis/USA

Turck Tianjin SensorCo. Ltd.

Tianjin/China

Turck s.r.oHradec Kralové/Czech Republic

Turck Banner S.r.lMailand/Italy

Turck Banner S.A.SFrance

Paris/France

Turck Banner Ltd.Leigh-on-sea/Great Britain

Turck Mexico S. de R.L. de C.V.Saltillo/Mexico

Turck Multiprox N.V.Aalst/Belgium

Turck B.V.Zwolle/Netherlands

Turck Hungary KFTBudapest/Hungary

Turck RUSO.O.O. Moskau/

Russia

Turck Banner Singapore Pte. Ltd.

Singapore

Turck AutomationRomânia SRL

Bukarest/Rumania

Turck Korea Co., Ltd.Seoul/ South Korea

Turck DUOTEC GmbHHalver/Beierfeld

Germany

Turck DUOTEC S.A.Délemont/Switzerland

Turck sp. z o.o.Opole/Poland

Turck Tianjin Technology Co. Ltd.

Tianjin/China

Turck AutomationSystems Co. Ltd.

Tianjin/China

Turck Mechatec GmbHMülheim/Germany

Turck Japan Corp.Tokio/Japan

Turck India Automation Private

LimitedPune/India

Turck Middle East SPC

Manama/Bahrain

Turck Australia Pty. Ltd.

Melbourne/Australia

Turck Office CosultingVästra Frölunda/

Sweden

Turck GmbHWien/Austria

Turck OtomasyonTic. Ltd. Sti.

Instanbul/Turkey

Turck do Brazil. Ltda.São Paulo/Brazil

Turck Chartwell Canada Inc.

Ontario/Canada

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Factory Automation


엔지니어링서비스

엔지니어링툴

자동화

통신

연결

센서

솔루션

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Process Automation


센서

Connectivity

I/O

컨트롤

엔터프라이즈

POINT TO POINT! POINT TO BUS! BUS TO BUS!

ASSET

MANAGEMENT

ENABLED!

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주식회사 터크코리아

설립일

소재지

매출

대표 이사

인원 구성

인원 구성

글로벌 파트너사


1997년 5월 21일

본사: 경기도 광명시, 지사: 부산광역시

110억 (2017년)

최 철 승

중소기업청 우수중소기업, 강소기업, 한국산업인력공단 일 학습 병행제 참여기업

Banner Engineering Corp, TSL ESCHA GmbH

13.0

10.0

3.04.0 영업마케팅

엔지니어링

관리

마케팅

총 30 명

2017.12 월 기준

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Innovations of Turck


마그네틱 센서 BIM-UNT

RFID시스템 BL ident ®

리니어 포지션 센서

excom® Zone 2

비접촉식 엔코더 QR24

인덕티브 커플러

IMX 인터페이스 모듈

HMI

uprox 3

초음파 센서

IP67 PLC TBEN-S

TBPN 세이프티 모듈

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Innovations of Banner Engineering


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Industry 4.0 with Turck


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Industry 4.0


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Industry 4.0


진정한 의미는 무엇인가?

“Strong individualization of a highly flexible production process with extensive

integration of all participants (customers, business partners, etc.) in the value

creation and business processes"

"Flexible production down to batch size 1 with highly automated series

production conditions"

다른 의미로 본다면 :

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Benefits & Requirements


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제 4차 산업혁명과 터크의 역할


장비 및 플랜트의 가용성 증가, 다품종 소량생산 등에 초점을 맞춘 사용자 중심의 기술 융합

OPC-UARFID I/O 모듈은 자동화 전 범위에 걸친글로벌 통신 표준 OPC-UA를 지원

EtherNet멀티 프로토콜 기능으로 Profinet, EtherNet/IP™, Modbus TCP 3가지프로토콜을 하나의 모듈에서 사용

RFIDIP67 등급의 RFID와 이더넷 I/O 모듈, HF 및 UHF 변환을 위한 통합 데이터처리 기능

IO-Link다양한 센서 및 액츄에이터의 통신 표준,IO-Link를 통한 지능형 데이터 수집 및커뮤니케이션 솔루션

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자동화 파트너, 터크


현재 기술은?

컨트롤

I/O

플랜트

필드

PROFINETEtherNet/IP

Modbus TCP

Eth

ern

et

OP

C-U

A

IO-L

ink

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IIOT / Industry 4.0 사례


부가적인 “Knowledge”를 생성함

어플리케이션: 밸브 포지션 추적

• 밸브의 열기/닫기 포지션을 모니터링

• 열기/닫기 시그널은 Raw 데이터

• Raw 데이터를 이용하여 밸브 동작 속도의 시간을수집, 측정하여 추가적인 정보 수집

• 얼마나 빠르게 밸브 액츄에이터가 동작 하는지

• 우리가 추가 정보를 통해 얻을 수 있는 „knowledge“ 은 무엇 인지?

+

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어플리케이션: 밸브 포지션 추적

• Big Data를 이용하여 이전과 동일한지, 변화가 일어났는지 확인

• 액츄에이터가 오랜 시간에 걸쳐 점차 느려짐 – 마모

• 다음 유지보수 기간에 조치 가능

• 액츄에이터가 단기간에 현저히 느려짐 – 심각한 손상, 막힘

• 즉시 조치를 해야 함

t (s)

n

표준 시간

safety value

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부가적인 „Knowledge“를 생성함

= „knowldege“

어플리케이션 역량센서 정보TBEN-L

(ARGEE 또는 PLC)

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왜 CLOUD 가 필요한가?

• 공장의 모든 밸브 수천 개의 정보를 수집하면부가정보를 제공 가능

• 모든 밸브가 점차 느려짐• 공압 설비에 문제 발생?

• 주변 온도 저하?

• 미디어의 문제 발생? 높은 점도?

• 특정 지역의 밸브 속도가 느려짐• 이 지역에 문제 발생?

• 한 개의 밸브만 느려짐• 이 밸브에 문제 발생?

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IO-Link


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현재 자동화 시스템


PLC 레벨

필드버스레벨

현장레벨

최하단센서들에액세스불가!

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IO-Link를 사용한 자동화 시스템


PLC 레벨

필드버스레벨

현장레벨

최하단센서들에액세스가능!

23스마트팩토리 컨퍼런스 2018

Fieldbus

Industrial EtherNet

Communication PLC

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IO-Link 기술


• 표준 통신 기술 (IEC 61131-9) V1.0, V1.1

• IO-Link 시리얼 통신 (pin 4) 사용

• 스탠다드 I/O (SIO)

• Port Class A, Port Class B (5 pin 사용, 별도 전원 공급)

• IO-Link 통신:

• 어플리케이션 결과에 대한 Cyclic 데이터 제공 : Process data, Value status(ex. 측정값, 값에 대한 품질 상태)

• 파라미터 및 진단을 위한 Acyclic 데이터 제공 : Device data, Events(ex. 스위칭 포인트 설정, 에러 메시지, 내부 온도 경고)

• 각 디바이스는 IODD (IO Device Description) 파일 보유

• IO-Link를 통해 활용가능한 데이터의 유형과 포맷 정의

• IO-Link Configuration Tool 활용

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IO-Link를 사용하는 5가지 이유


비용절감 하나의 센서 또는 액츄에이터로다양한 요구사항을 충족

자재비용절감및공간효율성증대

혁신적인설계

설치시간단축

생산성향상

유지보수혁신

스마트 기기를 통해센서와 지속적 통신

혁신적인기계또는시스템설계가능

비-실드 케이블과 표준 커넥터 사용 설치시간단축

IO-Link 기기의 인식 기능과자동으로 파라미터 설정 가능

다운타임시복구시간단축

자가 진단 기능 새로운예지보전설계가능

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터크의 IO-Link 포트폴리오


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IO-Link 디바이스


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IO-Link


One device (m)any signal(s)!

PLC

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분산 제어 확장


Field Logic Controller (FLC)

PLC

IO-Link는 FLC에 128 개의 I/O 신호를 구축 가능

Status/Control

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Ethernet


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다중 Ethernet 프로토콜 지원


멀티프로토콜: 산업용 이더넷의 유연한 관리 가능

3 프로토콜 in 1 디바이스

+ +

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Turck 멀티프로토콜 제품군


IP67 등급의 I/O 시스템과 블록 I/O 모듈

TBEN-L BLcompactTBEN-S BL67

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CoDeSys 지원 제품


CODESYS: CODESYS 3 제어 플랫폼

TBEN-L-PLC PG-V3TX500

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RS232/RS485 C0

모듈형 CoDeSys PLC


TBEN-L-PLC: 커넥터와 통신 옵션

RS232/RS485 C1

CAN OUT C2

CAN IN C3

Ethernet

C4…C78 개의 겸용 I/O: DXP 모델

전원 공급 4- 또는 5-pin 7/8”

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TBEN-L-PLC 특징

• CODESYS 3.5 PLC 런타임

• 시리얼 RS232 와 RS485 인터페이스

• OPC (no OPC-UA)

• 8개의 겸용 디지털 I/O 채널

• IP65, IP67 및 IP69K 보호등급

• 확장된 온도 범위 -40…70°C

• 완전 밀폐 하우징


세부적 특징

프로토콜 Master Slave

PROFINET Yes Yes

EtherNet/IP™ Yes Yes

Modbus TCP Yes Yes

CANopen Yes Yes

CAN SAE J1939 Yes No

Modbus RTU Yes Yes

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Turck Cloud


System Setup

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ARGEE ?


A Really Great Engineering Environment

ARGEE 는 간단한 PLC 기능을 수행합니다

ARGEE 는 터크의 모든 블록 I/O 모듈에 지원됩니다

ARGEE 는 사용자가 무상으로 이용 가능합니다

ARGEE를 통해 이더넷, IO-Link 및 RFID와 같은 필수기본 기술을 지원하여 인더스트리4.0 요구 사항에 적합

ARGEE는 최신 웹 표준인HTML5를 사용. PC 또는 태블릿사용 여부에 관계없이 HTML5 지원 웹 브라우저를 실행하는기기에서 모든 기능 사용 가능

PROFINET, EtherNet/IP™ 및Modbus TCP 를 통해 상위 제어시스템과 데이터를 교환하고처리 가능, FLC는 분산형 신호전처리 가능

터크는 모든 블록 I/O 모듈에ARGEE 프로그래밍 환경을무료로 제공. 지속 가능한 I/O 솔루션 제공

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ARGEE 모듈

TBEN

• 최대 IP69K 보호등급으로 완전 밀봉된하우징의 블록 I/O 모듈

• 온도 범위: -40 ~ +70 ˚C

• TBEN-L: 최대 16개의 접점 채널

• TBEN-S: 최대 8개의 접점 또는 4개의아날로그 채널

• RFID와 IO-Link용 스페셜 모듈

Turck PowerPoint Master 2015

FEN20

• 컨트롤 캐비닛 내에 설치하는 IP20 등급의 콤팩트 I/O 모듈

• 온도 범위: -40 ~ +70 ˚C

• 최대 16개의 디지털 입출력 채널

• 입출력 채널 호환이 가능하므로 높은유연성 제공

BL 콤팩트• 최대 IP69K 보호 등급으로 완전 밀봉된

블록 I/O 모듈

• 온도 범위: -40 ~ +70 ˚C

• M8 또는 M12 커넥터로 최대 16개채널까지 연결 가능

• I/O 모듈의 유연한 조합으로 다양한종류의 신호 연결

• 접점, 아날로그 및 RFID와 IO-Link 신호연결 가능

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간단한 프로그래밍


소프트웨어 요구사항• Windows 운영체제가 설치된 PC • 크롬 or 모질라 파이어 폭스 웹 브라우저

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FLC-ARGEE


ARGEE: 멀티프로토콜 이더넷 블록 I/O 모듈에 제어기능 무상 탑재

&

TBEN-S1-8DXP

간단한 AND 로직

FEN20-4DIP-4DXP

속도 모니터링

현장에서직접확장로직구현

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Application 1

톱니바퀴 감지로 펄스 간격 측정

• IO-Link 근접센서로 휠 톱니 감지

• 감지한 톱니 2개의 펄스 간격 측정

• 속도가 느리거나 너무 빠르면 알람 발생

• ARGEE 로 FLC 구현

활용 예: 컨베이어 시스템


속도 및 슬립 모니터링

FLC 적용

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Application 2

탱크의 정확한 수위 레벨 보장

• 불규칙한 배출로 상시 수위 모니터링 필요

• 아날로그 IO-Link 초음파 센서로 수위 상시 감지

• 최소 수위에 도달하면 펌프 동작시켜 액체 충진

• 최대 수위에 도달하면 펌프 동작 중단

• ARGEE로 FLC 구현

활용 예: 탱크 수위 모니터링


펌프 제어

FLC 적용

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Application 3

운송 벨트에서 제품을 감지하여 제품이 운송되지 않을 경우 알람

• 아날로그 IO-Link 레이저 변위센서로 벨트 위의제품까지의 거리를 측정

• 제품까지의 거리가 커지면 벨트 위에 제품이 없는것으로 판단

• 일정 시간 내에 제품운송이 감지되면, 제품운송으로 판단

• 일정 시간 내로 제품운송이 감지되지 않으면, 벨트가동 중지 및 알람 표시등 또는 필드버스를 통해상위 PLC에 신호전달


활용 예: 식품 생산 라인


운송 중지 감시

TBEN-S..

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Application 4

복잡한 센서 데이터를 전 처리하여 필드버스전송 시간 단축

• 센서 데이터 수신 (e.g. Array 센서 각 빔의 상태)

• 데이터 평가 (e.g. 상단 위치, 홀의 시작과 끝,

하단의 위치)

• 필드버스로 줄인 데이터를 전송

활용 예:

• 타이어 생산 공정

• 물류라인의 분류작업


신호의 전송 속도 증가

TBEN-L..

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Application 5

작동 시간의 변화 모니터링 구현

• Flap의 종단에 2개의 감지용 센서를 설치

• 작동 시 감지된 시간을 측정

• 작동 시간의 변화는 기계적인 문제가 발생 한것으로 판단

• 특정 시간 제한에 도달하면 알람을 필드버스를 통해상위에 전달


활용 예: 분류 라인


운송 중 Flap 또는 스위치 고장 경고

TBEN-S..

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Application 6

이미지 처리결과에 대한 FIFO-stack 처리구현

• 캔 이미지 검사 결과를 FIFO stack으로 저장

• Pusher 앞에 포토센서를 설치하여 이젝터 전에제품을 감지

• 가장 먼저 들어온 결과가 감지된 제품의 결과로인식

• FIFO stack에서 결과를 삭제하고 불량 결과인 경우이젝터 실행


활용 예: 식음료 캔의 품질 관리


검사와 이젝터 간의 운송 모니터링

TBEN-L..

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RFID


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Maximum Transparency for the Processes

• 다양한 산업의 생산, 물류, QA 등 모든 공정에서 RFID 시스템 구축 가능

• 열악하고 위험한 산업 제조 현장에 적용 가능

• 다양한 데이터 캐리어가 모든 제품에 장착되어 전 공정 트래킹 가능

• 더 많은 공정 데이터와 생산 물류 체인의 투명성 보장

• 생산성 향상과 생산품의 품질 정보를 수집 가능

• 산업 현장의 통신 프로토콜을 지원, 식별 데이터를 상위 시스템에 실시간 수집 가능


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BL ident® RFID 시스템 구성


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BL ident® 구성품

• HF Read / Write 헤드:

근접센서와 같은 원통형 및 사각하우징으로 현장에 적합한 디자인 구성

• UHF Read / Write 헤드: 산업용으로 설계

• 방폭 지역과 식품 산업 현장을 위한 제품구성 (워시다운 IP69K)

• KCs 인증 완료:

HF (13.56 MHz)

UHF (840 ~ 960 MHz)

• 감지범위 :

HF: 1m 이내UHF 7m 이내 (환경에 따라 차이)


Read/Write Heads (안테나)

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• EEPROM 캐리어: 128 바이트 메모리고속 FRAM 캐리어: 최대 8K 바이트,

쓰기 횟수 무제한

• 고온용 데이터 캐리어 : -40 ~ + 240 º C

• 고압 멸균 장비를 위한 데이터 캐리어 :

+121 º C 스팀 제트 분사 세척 가능

• 전 세계 표준 제품 :

ISO 15693, ISO 18000-C

• 방폭 지역용 데이터 캐리어

• HF – RFID Sensor Tag 출시


Data Carriers

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• Head와 Carrier의 정확한 취부를 위한다양한 액세사리

• 용접 파편 등으로부터 보호 하기 위한 캡및 하우징

• 모바일용 HF/UHF Hand-Held 기기

• 안드로이드 , IOS 스마트 폰을 위한 UHF

기기


Accessories & Connection Technology

• 현장 배선이 가능 한 필드버스 및 전원케이블 사용

• 필드 버스와 전원 공급용 연결 액세서리

• 현장에서 바로 연결 할 수 있는 wireable

커넥터 케이블

• 식품 산업용 케이블 및 연장 케이블

• 최대 케이블 길이 50m

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BL ident® RFID 시스템의 특징

• 산업용 어플리케이션으로 설계된 올인원 RFID 시스템

• 다양한 산업용 표준 통신을 요구하는 상위 시스템과의 통합


간단한 시스템 통합

모듈 방식의 HF/UHF RFID 시스템

• 현장 장착이 가능 한 BL67, 판넬용 BL20, 현장 응용용 BLCompact, TBEN 제품은다양한 IO 모듈로 확장 응용 가능

• HF와 UHF Head를 하나의 모듈에서 연결이 가능, HF와 UHF 혼용이 가능한 어플리케이션 적용 가능

• 대용량의 FRAM, 고온용 캐리어 등 다양한 캐리어 선택 가능

• 최대 8개의 RFID Head가 장착 가능하며 필요에 따라

I/O 모듈 추가 가능

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BL ident® RFID 시스템의 특징

• 모든 어플리케이션에 적합한 데이터 캐리어 제공 가능

• Ø 2.8mm 초소형 사이즈 , 8K 바이트의 대용량 FRAM 메모리, 최대 +240℃ 고용용, 메탈에 직접 부착용 등

• 표준 RFID 태그 사용 (ISO 15693, ISO 18000-C)


데이터 캐리어

시뮬레이션 제공

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새로운 인터페이스 - U Interface


• HF RFID Head를 채널 당 최대 32개 연결 가능• U-Interface Bus Mode 사용으로 Head 확장 가능

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OPC UA

• OPC UA 서버 탑재

• 4개의 RFID 포트와 8개의 I/O를 사용가능한 4개의 포트 제공

• CPU 800 MHz, 512 MB DDR3 RAM,

Flash 256 MB

• IP67, IP69K

• 2018 Q2 출시 예정


Technical Data

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TBEN-Lx-4RFID-8DXP-WIN

• Windows Embedded Compact 2013

이 탑재된 콤팩트 RFID 및 I/O 모듈

• RFID용 4개의 M12-RS485 포트,

8 DXP용 4개의 포트

• CPU 800 MHz, 512 MB DDR3 RAM,

Flash 256 MB

• TCP/IP를 통한 상위 미들웨어, ERP,

MES 시스템과의 이더넷 통신

• IP67, IP69K

• No Turck reader protocol implemented

on delivery


사양

59

감사합니다!

Documents

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