Von Plagiatschutz bis preventive Maintenance
Von Walter Hein, Produktmanager RFID, Hans Turck GmbH & CO. KG
Die Möglichkeit, mithilfe temperaturunempfindlicher Datenträger und mobiler Lesegeräte Verarbeitungsprozesse lückenlos zu dokumentieren, macht RFID zur idealen Lösung, um selbst unter extremen Bedingungen die Prozesssicherheit zu erhöhen. Mit intelligenten Datenträgern können Anwender künftig die Vorteile unempfindlicher Identifikations-, sicherer Sensor- und kabelloser Übertragungstechnik verbinden.
Egal ob in den Hochregallagern der Zigarettenindustrie, auf Karosserieteilen im Automobilsektor oder integriert in die Sicherheitsausrüstung der Stahlwerker – Anwender in der industriellen Produktion haben das Automations- und Rationalisierungspotenzial von AutoID-Verfahren längst erkannt, die funkbasierte Identifikationstechnik RFID in zahlreichen Bereichen bereits erfolgreich implementiert. Schränkten extreme physikalische Umgebungsbedingungen wie hohe Temperaturen, Drücke oder explosionsgefährdete Atmosphären den RFID-Einsatz in der Prozessautomation bisher ein, eröffnen zunehmend leistungsfähige und robuste Datenträger und Schreibleseköpfe hier künftig neue Anwendungsbereiche: Im Plagiatschutz, der Produktionsüberwachung und dem Condition Monitoring bietet RFID gegenüber herkömmlichen Identifikationsverfahren wie dem Barcode tatsächlich große Vorteile - und dies branchenübergreifend in zahlreichen Anwendungen der Lebensmittelbranche, in den Sektoren Oil&Gas und Chemie oder in der Pharmaindustrie.
Unempfindliche Technik
Anders als herkömmliche AutoID-Verfahren wie Barcode oder Data-Matrix-Code ist die Informationsübertragung mittels elektromagnetischer Radiowellen grundsätzlich unempfindlicher gegenüber Umgebungseinflüssen. Während die extern aufgebrachten, gedruckten Typenkennzeichnungen spätestens bei hohen Temperaturen oder Feuchtigkeit unbrauchbar werden, ermöglichen spezielle Datenträger (Tags) und mobile Lesegeräte den Einsatz von RFID-Systemen selbst unter rauesten Bedingungen, beispielsweise in den Autoklaven der Lebensmittelindustrie oder an Bohrgestängen und Pipelines im Oil&Gas-Bereich.
Angepasstes Hochtemperatur-System
Hier können individuell an die Kundenapplikation angepasste RFID-Lösungenen wie das Hochtemperatur-System BL ident des Automationsspezialisten Turck ins Spiel kommen, welches Anwendern über die Identifikation einzelner Produkte, Chargen oder Maschinenteile hinaus weiteren Nutzen bieten kann. So erlaubt dieses den gleichzeitigen Betrieb von Schreibleseköpfen im störunempfindlichen HF- und reichweitenstarken UHF-Frequenzband - und dies an denselben Interfacemodulen. Die höheren Frequenzen des UHF-Bands (865 - 868 MHz) erlauben Reichweiten bis zu drei Meter. Da das System auch die Pulkerkennung beherrscht, können gleichzeitig mehrere Tags innerhalb der Luftschnittstelle erfasst werden. Diese Eigenschaft macht die RFID-Technik letztlich nicht nur für Anwender in der Lagerlogistik interessant, sondern auch für den Plagiatschutz in der Pharmaindustrie.
Plagiatschutz mittels RFID
Das Thema Verbraucherschutz ist aktueller denn je – nach Einschätzung der Weltgesundheitsorganisation ist jedes zehnte Medikament, das weltweit verkauft wird, ein gefälschtes Billigpräparat. Aufgrund der dramatischen Zunahme der Produktpiraterie in den vergangenen Jahren fordern daher sowohl die amerikanische Food and Drug Administration (FDA) als auch die EU-Kommission die lückenlose Überwachung der Herstellungs- und Distributionsketten von Medikamenten und Lebensmitteln.Fehler und Verzögerungen verhindern
Sichtbar oder unsichtbar auf den Verpackungsmaterialien angebrachte RFID-Tags mit eindeutigen, fälschungs- und manipulationssicheren Identifikationsnummern (Unique IDs) ermöglichen Herstellern und Abnehmern in Krankenhäusern oder Apotheken, die Präparate über den gesamten Vertriebsweg zu verfolgen (Track and Trace) und ihre Authentizität zu verifizieren. Der Clou: Die neue UHF-Technologie kann nicht nur einfach mit bestehenden HF-Systemen verwendet werden, indem man einen UHFSchreiblesekopf ohne weiteren Aufwand zusätzlich anschließt. UHF-Datenträger sind auch im Vergleich zu HF-Tags günstiger, was sie gerade für Anwendungen mit hohen Stückzahlen wie dem beschriebenen Plagiatschutz interessant macht. Nebeneffekt der berührungslos und „on-the-fly“ – also im Vorbeifahren – lesbaren Authentizitätsmerkmale: Fehler und Verzögerungen im Warenein- und -ausgang können effektiv verhindert und so Kosten reduziert werden.
Datenträger mit Sensorfunktion
Die Gewährleistung der Produktsicherheit ist längst nicht das einzige Anwendungsgebiet von RFID-Lösungen in der Verfahrenstechnik. So hat Turck im zentralen Bereich der Prozesssicherheit eine Lösung entwickelt, die im Sinne des durchgängigen Asset-Managements und der Preventive Maintenance die lückenlose Überwachung der eingesetzten Vermögenswerte ermöglicht, indem veränderliche externe Parameter wie etwa die Umgebungstemperatur oder die korrekte Maschinenstellung erfasst werden. Die neu entwickelten Datenträger speichern nicht nur RFID-Daten, sondern verfügen gleichzeitig über eine integrierte Sensorfunktion. Die ersten Tags sind jetzt mit induktivem Näherungsschalter und mit Temperaturerfassung verfügbar.
Erfassung von Prozesstemperaturen
Die neuen Sensor-Tags erweitern den Nutzwert einer RFID-Anwendung und ermöglichen zahlreiche Applikationen in der Prozess- und Fertigungsautomation, die bislang nicht oder nur mit deutlich höherem technischen Aufwand realisierbar waren. So dienen die induktiven Sensor-Tags etwa bei Pressen oder Förderanlagen neben der Identifikation auch der Positionserfassung. Ohne Verdrahtung zusätzlicher Sensoren lässt sich damit die korrekte Positionierung von Waren oder Verriegelungen detektieren. Als Beispiel sei eine Traverse genannt, die seitlich an einer Maschine befestigt werden kann. Ein induktiver RFID-Sensor kann nun nicht nur feststellen, dass die richtige Traverse mit der korrekten ID angebracht wurde, sondern gleichzeitig prüfen, ob diese Traverse auch wie vorgesehen verriegelt wurde. Und auch der Temperatursensor-Tag bietet völlig neue Möglichkeiten, beispielsweise in der Lebens- oder Futtermittelproduktion. So kann der Tag etwa in Autoklaven die gesamte Prozesstemperatur erfassen und damit lückenlos nachweisen, dass der Vorgang für die jeweilige Charge korrekt durchgeführt wurde.
Einsatz als Datenlogger
Sensor-Tags arbeiten im HF-Bereich (13,56 MHz) wahlweise mit oder ohne eigene Energieversorgung. Ihre Energie beziehen die batterielosen Tags über das Hochfrequenzfeld. Mit zusätzlicher Energieversorgung lassen sich die Datenträger auch als Datenlogger einsetzen. Die EEPROM-Tags haben eine Speicherkapazität von 512 Byte und sind standardmäßig für einen weiten Temperaturbereich zwischen Minus 40 und Plus 105 Grad Celsius ausgelegt. Kurzzeitig sind auch höhere Temperaturen bis 130 Grad Celsius kein Problem, etwa für den Einsatz in Autoklaven.
Datenträger für Zone 1
Basierend auf seinen BL20-Feldbusstationen hat Turck ein komplettes RFID-System für den Ex-Bereich entwickelt – darunter auch die ersten eigensicheren Datenträger, die zahlreiche neue Anwendungsgebiete bis hin zum Einsatz in Zone 1 eröffnen – von der Kupplungsüberwachung an Schlauchbahnhöfen mittels passiver Datenträger über die dauerhafte Kennzeichnung proprietärer Anlagenbauteile bis hin zur Preventive Maintenance von Bohrgestängen oder Pipelines.
Einblick in AutoID/RFID: Hans Turck
