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Siemens: UHF-RFID fit für die Produktion

Artikel | von Siemens | 29. Oktober 2013
Stoßfänger-Produktion bei Rehau: Ein Smart Label steuert sämtliche Produktionsschritte bis hin zur korrekten Verladung für die Justin- Time- / Just-in-Sequence-Logistik. Stoßfänger-Produktion bei Rehau: Ein Smart Label steuert sämtliche Produktionsschritte bis hin zur korrekten Verladung für die Justin- Time- / Just-in-Sequence-Logistik. BILD: Rehau:

Industrielle Produktion

Durchgehende Identifikation über alle Stationen der Wertschöpfungskette hinweg – durch UHF for Industry wird diese Vision von Produktions- und Logistikmanagern auch für die Industrie Wirklichkeit. Basis bildet die UHF-RFID-Technologie nach dem EPCglobal-Standard.

Von Markus Weinländer, Leiter Produktmanagement Simatic Ident, Siemens AG Industry Automation

RFID-Funktionalitätsansprüche

Die Industrie stellt hohe Anforderungen an automatische Identifikationssysteme: So ist ein Automobilhersteller auf 100 prozentige Erfassung in der Produktion angewiesen – eine Erfassungsrate von 99 Prozent (die für Logistik-Anwendungen akzeptabel erscheinen mag) bedeutet in einem großen Werk etliche hundert Störungen pro Tag. Gleichzeitig müssen Überreichweiten auf jeden Fall vermieden werden, denn eine Fehllesung kann nicht nur eine Fehlbuchung bei der Vereinnahmung verursachen, sondern schlimmstenfalls zur Beschädigung von Maschinen führen, wenn ein Roboter eine falsche Bewegungskurve durchläuft. Zudem stellt die Industrie deutlich höhere Anforderungen an die Qualität der Transponder: Industrietaugliche Smart Labels müssen beispielsweise in einer Lackiererei auch Erwärmungen von bis zu 220 Grad Celsius und eine anschließende Schock-Abkühlung wegstecken können. Zudem erfordert die Industrie gänzlich andere Inbetriebnahme-, Diagnose- und Integrationsmechanismen, um zum Beispiel eine einfache Anbindung an bestehende Feldbusse, wie Profibus oder Profinet, und speicherprogrammierbare Steuerungen zu ermöglichen.

UHF in der Industrie

Für Industriekunden bietet Siemens ein Portfolio aus Readern und optimierter Firmware, speziellen Antennen und einer breiten Auswahl an Transpondern. Unter der Überschrift „UHF for Industry“ hat der Automatisierungsspezialist die UHF-RFID-Technik seiner Produktfamilie Simatic RF600 für den Einsatz in Produktion und industrieller Logistik tauglich gemacht. Bei der Antennenauswahl sind die Baugröße und die Polarisation entscheidend. Die besonders kleine Antenne Simatic RF620A eignet sich speziell bei beengten Platzverhältnissen. Als optimaler Kompromiss zwischen Reichweite und Baugröße haben sich die Antennen RF640A und RF642A erwiesen, die sich durch die Polarisation unterscheiden. Während die RF640A mit zirkularer Polarisation unabhängig von der Ausrichtung der Transponder zur Antenne eingesetzt werden kann, ist die RF642A mit linearer Antenne besonders prädestiniert zum Einsatz in stark reflektierenden Umgebungen, da sie Störeinflüsse wirksamer ausblenden kann. Mit der RF660A ist eine Antenne für besonders hohe Anforderungen an die Tag-Erfassung im Programm.

Adaptive Sendeleistung

Bei den Readern wurden mit der aktuellen Firmware V2.0 wichtige Algorithmen implementiert, die die Lesegeräte auch für schwierigste Umgebungsbedingungen tauglich macht. Die Firmware bietet nun die Möglichkeit, die Sendeleistung an die aktuellen Erfordernisse anzupassen. Die Ausfilterung von Überreichweiten kann über verschiedene Methoden erfolgen, die unter anderem über statistische Verfahren arbeiten. Damit wird sichergestellt, dass trotz Überreichweiten nur derjenige Transponder an das übergeordnete System gemeldet wird, der tatsächlich bearbeitet werden soll. Weitere Funktionen stellen sicher, dass ein erfasster Transponder auch in der Bewegung zuverlässig gelesen oder geschrieben werden kann. Dabei wurden auch die erforderlichen Erfassungszeiten optimiert.

Siemens liefert mit Simatic RF600 ein komplettes UHF-RFID- System mit Readern, Antennen und Transpondern.Siemens liefert mit Simatic RF600 ein komplettes UHF-RFID- System mit Readern, Antennen und Transpondern.

Benutzerfreundliche Readerkonfiguration

Zur Einrichtung der Lesestellen bietet Siemens mit RF-DIAG ein leistungsfähiges Werkzeug, das Anwendungsfälle wie Ersteinrichtung, Optimierung oder Fehlerdiagnose praxisnah unterstützt. Dabei helfen Funktionen wie die Live-Anzeige aller erfassten Transponder inklusive der erforderlichen Qualitätsparameter oder die direkte Parametrierung der Reader aus dem Tool heraus. Auch der Gerätetausch ist nun besonders einfach, da alle Parameter vollautomatisch aus der Simatic S7-Steuerung (SPS, Speicherprogrammierbare Steuerung) über verschiedene Anbindungen wie Profibus oder Profinet in die Reader übertragen werden. Schließlich können Qualitätsdaten zur Beurteilung der Lesestelle (im Sinne einer vorbeugenden Wartung als Diagnose im laufenden Betrieb) durch die SPS abgerufen und beispielsweise für eine Visualisierung auf einem Simatic HMI Panel aufbereitet werden.

Transponder für die industrielle Produktion

Darüber hinaus bietet Siemens ein breites Portfolio an speziellen, für die Industrie entwickelten Transpondern und Labels an. Bei den mehrfach benutzbaren Transpondern ist der Simatic RF630T zu nennen, der für die automatische Anbringung durch Roboter, wie sie in der Motorenfertigung üblich ist, entwickelt wurde. Der hitzefeste Transponder RF680T eignet sich zur Ausrüstung von Werkstückträgern oder Skids, da er dauerhaft an diesen Transportmitteln verbleiben kann. Bei den Smart Labels hat sich vor allem das hitzefeste Simatic RF680L im Dauereinsatz bewährt.

Großprojekte zeigen Praxistauglichkeit

Dass UHF-RFID in der Industrie längst Fuß gefasst hat, zeigen erfolgreiche Großprojekte. Wichtige Zulieferbetriebe der Automobilindustrie arbeiten bereits mit UHF-RFID in der Produktion. Als eines der ersten Unternehmen hat Rehau die Stoßfänger- Produktion mit Simatic UHF-Komponenten optimiert. Hier wird ein Smart Label nach dem Spritzguss in die Stoßfänger eingeklebt und steuert dann sämtliche Produktionsschritte (wie die Anzeige von Montagehinweisen je Stoßfänger für die Mitarbeiter oder das Einstellen der Maschinen) bis hin zur korrekten Verladung für die Just-in-Time- / Just-in-Sequence-Logistik. ZF Getriebe stattet seine Getriebegehäuse mit einem UHF-Transponder aus, der in Ergänzung zur Funktechnik auch einen 2D-Datamatrix-Code und eine Klarschriftnummer eingeprägt bekommt.

Hin zur werksübergreifenden Anwendung

Die Nutzung von UHF-RFID in der Industrie ist jedoch noch lange nicht ausgeschöpft. Insbesondere bei der durchgängigen Nutzung von RFID über Werks- und Unternehmensgrenzen hinweg gibt es derzeit noch ein hohes Potenzial, das nur in Ansätzen erschlossen ist. Die Technologie ist mit „UHF for Industry“ reif für die nächsten Schritte hin zu einer durchgehenden Identifikation per Funk.

Der Fachbeitrag ist erschienen im Handbuch „Einblick in AutoID/RFID 2013“.

Letzte Änderung am Dienstag, 29 Oktober 2013 08:18
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