RFID-Sensorik

Messen an schwer zugänglichen Orten und in rotierenden Umgebungen

| Redakteur: Hendrik Härter

RFID-Sensorik ermöglicht die drahtlose, wartungsfreie Messung von physikalischen Parametern auch in schwer zugänglichen oder schnell rotierenden Umgebungen, in denen andere Messgeräte versagen.
RFID-Sensorik ermöglicht die drahtlose, wartungsfreie Messung von physikalischen Parametern auch in schwer zugänglichen oder schnell rotierenden Umgebungen, in denen andere Messgeräte versagen. (Bild: Fraunhofer IPMS)

Mit der Radio Frequency Identification, kurz RFID, lassen sich in Industrieanlagen Temperaturen und andere physikalische Parameter drahtlos und vor allem wartungsfrei messen. Auch metallische Umgebungen sind kein Problem.

Im Umfeld von anspruchsvollen Industrieanlagen müssen Temperaturen und andere physikalische Parameter aufgenommen werden. Hier ist allerdings der Betrieb kabelgebundener oder batteriebetriebener Messsysteme oft ausgeschlossen, sicherheitskritisch oder zu aufwendig.

Abhilfe versprechen RFID-Sensoren, die physikalische Größen jeder Art messen und übertragen. Ihr Vorteil: Sie ermitteln die Parameter berührungslos auch an schwer zugänglichen Orten oder rotierenden Umgebungen, in denen andere Messgeräte versagen. Dabei nutzen die mit Sensoren bestückten RFID-Tags das elektromagnetische Feld eines Readers als Energiequelle und müssen so praktisch nicht gewartet werden, weil sie ohne eigene Stromversorgung auskommen.

Entwickelt wurde das flexible RFID-Überwachungssystem am Fraunhofer IPMS in Dresden Es misst anwendungsspezifische Parameter, wertet sie aus und leitet daraus beispielsweise Ausfallrisiken für Anlagen ab. So lassen sich im konkreten Anwendungsfall Wartungs- und Stillstandszeiten reduzieren und die Anlagenverfügbarkeit erhöhen.

Beliebige Sensoren anbinden

Die Entwicklung von Sensortranspondern ist Teil eines Komplettangebots des Fraunhofer IPMS: Dieses beginnt bei der individuellen Beratung zu RFID-Anwendungen, führt über die Entwicklung von RFID-Schaltkreisen mit einer integrierten Sensor-Bridge, welche die Anbindung nahezu beliebiger Sensoren erlaubt, den Hardware-Aufbau von Sensor-Transpondern und deren individuelle Anpassungen an spezifische Applikationsszenarien und endet bei der Einbindung in existierende Softwaresysteme mit integrierter Datenanalyse und Prozesssteuerung.

„Jüngste Tests haben gezeigt, dass unser System auch integriert in festen Installationen in metallischen Umgebungen störungsfrei funktioniert“, erläutert Dr. Andreas Weder, Leiter des Entwicklerteams am Fraunhofer IPMS. „Darüber hinaus ist die aktuelle Version bei Reichweiten bis zu zwei Metern multitagfähig, das heißt es können mehrere Sensor-Tags gleichzeitig erfasst werden.“

Kommunikation über einheitliche OPC-UA-Schnittstelle

Entstanden ist ein Funktionsdemonstrator für passive RFID-Sensorik, der auch als Customer Evaluation Kit verfügbar ist. Teil des Systems ist eine RFID-Middleware, der sogenannte ROAD-Server. Dazu Andreas Weder: „RFID-Komponenten unterscheiden sich je nach Hersteller, genutztem Frequenzband, Protokoll, Schnittstelle und Sensor zum Teil erheblich und lassen sich nicht ohne weiteres miteinander kombinieren.“

„Unser ROAD-Server ermöglicht es, dass sich beliebige Lesegeräte, Identifikations- und Sensor-Transponder in den verschiedenen Frequenzbereichen (LF, HF, UHF und NFC) und von verschiedenen Herstellern über eine einheitliche OPC-UA-Schnittstelle ansprechen lassen. So können sie flexibel in die Produktionsabläufe integriert werden“.

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