Kluges Köpfchen

Identtechnik

RFID - Im System Ident Control ist der UHF-Schreib-/Lesekopf F190 Garant für beste Performance in »Mittelfeld«-Applikationen, wie sie unter anderem für die Fertigungstechnik und die Intralogistik typisch sind.

31. März 2015

Die Detektierung von Objekten mit Hilfe von Radiofrequenz-Identifikationssystemen dringt in immer mehr industrielle, kommerzielle und private Einsatzbereiche vor, weil unter anderem die Datenträger (Transponder) preiswerter und die Komponenten für das Übertragen, Aktualisieren und Auswerten der in den Transpondern gespeicherten Informationen leistungsfähiger werden.

RFID-Systeme sind für niedrige Frequenzen (LF, 30 bis

500 kHz), hohe Frequenzen (HF, 3 bis 30 MHz) und ultrahohe Frequenzen (UHF, 868 MHz für Europa, 915 MHz für die USA, 950 MHz für Japan) verfügbar. Diese Vielseitigkeit vereint das System Ident Control von Pepperl + Fuchs, Mannheim: An die Auswerteeinheiten können – dank einer einheitlichen Befehlssyntax für alle Signalübertragungsverfahren –

Schreib-/Leseköpfe in LF-, HF- und UHF-Technik steckbar angeschlossen werden. Dabei sind auch gemischte Installationen möglich.

Das System kommuniziert über Feldbusse wie Profibus, EtherNet, EtherCat, ProfiNet, DeviceNet Interbus und CC-Link. Das macht es sehr integrationsfreundlich, denn die für LF-,

HF- und UHF-Antennen identische Softwaresyntax ermöglicht bei der Programmierung von Ident Control die Nutzung identischer Funktionsblöcke. Zusätzlich unterstützt die kostenfrei erhältliche Software RFID Control die Einrichtung unterschiedlicher Diagnose- und Parametrierfunktionen.

Spitzentechnologie für das »Mittelfeld«

In Produktions- und Montagelinien wie auch in intralogistischen Anlagen geht die durchgängige Automatisierung immer stärker voran – und mit ihr der Einsatz von RFID als Kennzeichnungs- und Identifikationstechnologie. Der Grund heißt Industrie 4.0. Intelligente cyber-physische Produktionssysteme tauschen in der Produktion der Zukunft permanent digitale Informationen aus – nicht nur zur Optimierung und Flexibilisierung von Produktionsprozessen, sondern auch zur Selbstoptimierung und zur Diagnose.

RFID ist die Technologie, die dies erst ermöglicht, indem sie die dezentrale Speicherung und Aktualisierung von Prozessdaten im Feld sowie die Echtzeit-Kommunikation relevanter Informationen zur Steuerungsebene ermöglicht. Applikationsbedingt rückt daher das »Mittelfeld« in

den Fokus – das heißt Applikationen, die mit mittleren Übertragungsreichweiten von wenigen Zentimetern bis etwa zwei Meter genau zwischen der klassischen Nah- und Fernfeld-Identifikation für LF- beziehungsweise HF-Systeme liegen.

Mit dem UHF-Reader F190 bietet Ident Control einen

Schreib-/Lesekopf, der hier hinsichtlich Technologie und Performance die Brücke schlägt. Mit seinem einstellbaren Arbeitsabstand von etwa 0,2 bis 1,5 Meter sowie der kompakten und robusten Ausführung in Schutzart IP67 ist er spezifisch auf die Fertigungstechnik und Intralogistik zugeschnitten. Der F190 wird unter anderem dann eingesetzt, wenn der Leseabstand eines LF- oder eines HF-Systems nicht zur Applikation beziehungsweise zum Umfeld passt – oder wenn ein intelligentes Antennenmanagement erforderlich ist, mit dem besondere Leseanforderungen anwendungsgerecht gelöst werden können.

Gerade in der Fertigungstechnik und der Intralogistik kommt es bei UHF-Readern darauf an, dass sie gleichzeitig mehrere Transponder im Lesefeld sicher identifizieren können, zum Beispiel Teile auf einem Werkstückträger, Artikel in einem Karton oder auf einer Palette. Diese lagetolerante Multitag-Fähigkeit wird dann zur Herausforderung, insbesondere bei größeren UHF-Antennen, wenn nur einzelne Transponder identifiziert werden sollen, es aber durch die Charakteristik des Übertragungsfeldes zu Kommunikationsproblemen oder Überreichweiten kommt.

Nicht so beim UHF-Reader F190. Das Gerät lässt sich – ohne Austausch von Hardware – einfach zur selektiven Lesung einzelner Transponder parametrieren. Im Betrieb wechselt die integrierte Antenne im Reader automatisch zwischen linear, horizontal und zirkular polarisierter Ausstrahlung. Schaltet der F190 auf horizontal, werden Transponder in der Ebene erfasst. Im vertikalen Modus werden gestapelte Transponder identifiziert – und bei zirkularer Polarisation alle Transponder im Lesebereich. Die Auswertung der Leseergebnisse erkennt unerwünschte Überschneidungen – Mehrfachlesungen z. B. bei eng benachbarten Fertigungslinien oder Förderstrecken werden so auf elegante wie auch effiziente Weise vermieden.

Was das Lesen von Datenträgern betrifft, zeichnen sich RFID-Systeme dadurch aus, dass sie diese ohne direkten Sichtkontakt und innerhalb definierbarer Lagetoleranzen identifizieren können. Je nach Applikationen können jedoch Wirbelstromverluste und sich ändernde Umgebungsbedingungen die Leseeigenschaften beeinflussen, sodass es zu sogenannten Leselücken kommen kann.

Der F190 ist hierfür auf intelligente Weise gefeit. Er variiert nicht nur die abgestrahlte Energie, um Reflexionen zu minimieren, sondern schaltet auch die Polarisation der Antenne beziehungsweise der UHF-Signale um. Dies geschieht binnen weniger Millisekunden. Damit wird das Interferenzverhalten beeinflusst, Leselücken vermieden und eine hohe Lesesicherheit erreicht. In Ergänzung dazu kann der F190 über die PowerSweep-Funktion seine Sendeenergie optimieren.

Gleichzeitig liefert das Gerät durch Auswertung der Signalstärke eine Diagnose-Rückinformation darüber, wie gut der Transponder im jeweiligen Umfeld aktuell gelesen wird. Diese Funktion erlaubt es bereits bei der Inbetriebnahme, aber auch im späteren Produktivbetrieb, Umgebungseinflüsse zu erkennen, kritische Lesepositionen zu modifizieren und beispielsweise die Ausrichtung des Readers zu optimieren. Zudem hilft die Information dabei, eine große Reichweite mit möglichst kleiner Sendeleistung zu erzielen.

Hannover Messe: Halle 9, Stand D68

Erschienen in Ausgabe: 02/2015