RFID Grundlagen und Anwendungen UHF-Systeme, Trends und Ausblick

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1 RFID Grundlagen und Anwendungen UHF-Systeme, Trends und Ausblick swisst.meeting am

2 Statements zu Industrie 4.0 Die Erfindung der Dampfmaschine vor mehr als 250 Jahren war revolutionierend. Heute spielt das Internet bei technologischen Umbrüchen eine wichtige Rolle. Industrie 4.0 die vollständige, selbstgesteuerte Vernetzung von Maschinen und Anlagen mittels Web-Technologien ist das Zukunftsthema der Automatisierungsbranche. Die Vorstellung, dass z.b. alle Teile einer Produktion auch die Produkte selbst autonom eine ganze Fabrik steuern und optimieren, lässt ähnlich prägende Umwälzungen erwarten. 2

3 Das richtige Identifikationssystem Flexibilität bei Anbindung und Schreib-/Leseeigenschaften Es gibt nicht DIE einzige Identifikationstechnologie, die für alle Applikationen die beste ist. Je nach Aufgabe und Randbedingungen teilen sich Kamerasysteme, Barcodeleser, 2D-Lesegeräte und RFID das stetig wachsende Einsatzfeld. Es gibt auch nicht DIE eine RFID-Lösung, sondern LF, HF und UHF werden auch zukünftig parallel Anwendung finden. Daher ist ein übergreifendes Gesamtkonzept ebenso vorteilhaft wie die Wahl eines Anbieters, der alle Technologien unterstützt. 3

4 Das IDENT Control System Offen, flexibel, weltweit einsetzbar Für alle gängigen RFID-Frequenzen: - LF (125 khz) - HF (13.56 MHz) - UHF (ca. 900 MHz: EU / USA / CN) - MW (2,45 GHz) Feldbusanbindung für alle gängigen Steuerungen Nahezu identische Softwarestruktur zur einfachen Anbindung Zahlreiche Lesekopfbauformen Elektrotechnik 10/

5 Unterschiede in den RFID Systemen Für jede Anwendung die richtige Lösung LF (125 khz) Ideal zum Einbau in Metall, Datenträger mit Ferrit-Antenne HF (13,56 MHz) Höhere Datenrate, günstige smart labels, Aufbau auf Metall möglich UHF (ca. 900 MHz) Hohe Datenrate, günstige Tags, hohe Reichweite, Multitag-funktion in Applikationen wichtig 5

6 Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Fertigungsprozesse 6

7 Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Fördertechnik 7

8 Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Positionserkennung 8

9 Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Plagiatschutz 9

10 Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Werkzeugmaschine 10

11 Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Freigabeberechtigung 11

12 Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Zugangsberechtigung 12

13 Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Mobile Equipment 13

14 Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Lebensmittelindustrie 14

15 Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Prozesstechnik 15

16 Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Wartungsnachweis 16

17 Der neue UHF Schreib-/Lesekopf F190 Einzigartig kompakt, robust und in Schutzart IP67 Ideal für mittlere Entfernungen 0,2 1,5m (selektiv parametrierbar) Vergossenes Metallgehäuse Mehrfach LED-Anzeige Anschluss über M12-Stecker Multitag-Schreib-/Leseeigenschaft Ideal einsetzbar in der Intralogistik: Warenannahme, Zugangslogistik, Zufahrtskontrolle, Steuerung von Prozessabläufen, Der Kleine hat s drauf 17

18 Anwendungsbeispiele für das UHF System Karosserieteileidentifikation Identifikation von Rohkarossen Hochtemperatur-UHF Datenträger Einfache Anbringung und Wiederverwendung Lesung mehrerer Teile die auf einem Rag mittels Gabelstapler transportiert werden Lokalisierung der Teile bei der Tordurchfahrt Rückverfolgbarkeit der einzelnen Teile 18

19 Anwendungsbeispiele für das UHF System Endmontage im Automobilbau Variantenbeherrschung und Steuerung der Zuführkomponenten Rückverfolgbarkeit und Zuordnung von Qualitätsdaten AIDA Stecksystem 19

20 Anwendungsbeispiele für das UHF System Fertigungsprozess Die gleichzeitige Identifikation von mehreren Geräten über die Multitag-Lesefunktion reduziert die Durchlaufzeit im Prozessablauf Passender Lesebereich hinsichtlich Entfernung und Lesebreite 20

21 UHF Systeme: Weltweiter Einsatz Unterschiede bei UHF Anwendungen nach Regionen Russia USA Canada Europe 125kHz 13.56MHz MHz 2.45 GHz 125kHz 13.56MHz MHz MHz 2.45 GHz Korea 125kHz 13.56MHz MHz 2.45 GHz 125kHz 13.56MHz MHz 2.45 GHz China 125kHz 13.56MHz MHz 2.45 GHz Japan 125kHz 13.56MHz MHz 2.45 GHz Brasilia 125kHz 13.56MHz MHz MHz 2.45 GHz India 125kHz 13.56MHz MHz 2.45 GHz South America 125kHz 13.56MHz MHz 2.45 GHz South Africa 125kHz 13.56MHz MHz MHz 2.45 GHz Australia 125kHz 13.56MHz MHz 2.45 GHz 21

22 UHF Systeme: Weltweiter Einsatz Unterschiede bei UHF Anwendungen nach Regionen EPC Gen2 (ISO/IEC ) funktioniert mit den Frequenzen EU: MHz USA: MHz China: MHz Lesekopf ist auf die zugelassene Frequenz parametrierbar. Es gibt breitbandige Transponder für den weltweiten Einsatz Es gibt spezifische Transponder für die jeweiligen Regionen 22

23 UHF Systeme: Evolution statt Revolution UHF verbessert RFID Applikationen und ermöglicht Neue RFID-Mikrowellensysteme Ablösung durch passive und aktive UHF-Systeme Induktive RFID Systeme (LF / HF) Alternative Lösung mit UHF wenn Entfernung, Multitag- Eigenschaften, Transponderpreis eine wichtige Rolle spielen Neue Applikationen Zufahrtskontrolle und Personenerkennung Intralogistik: bei der Warenvereinnahmung, beim Warenumschlag, Rückverfolgbarkeit, 23

24 UHF Systeme: Welleneigenschaften Eine UHF Lösung muss in Applikationen getestet werden Abgelöste Wellen führen zu Interferenzen: UHF hat eine Wellenlänge von 35 cm LF, HF UHF Intensitätsmessung mit variablem Abstand zu einem Betonboden: 24

25 Gedruckte Elektronik für RFID-Anwendung? Gedruckte Elektronik in der praktischen Anwendung Flächige Elektronik auf Folienbasis funktioniert - Solarzellen für die Energiegewinnung - OLEDs für Fernseher oder Beleuchtung Einzelne funktionierende Transistoren sind realisiert - Keine bekannten Anwendungen 25

26 RFID Projekte mit gedruckter Elektronik Utopie oder ein umwälzender Technologiesprung? 5-jähriges BMFT-gefördertes Forschungsprojekt Dieses wurde unter dem Namen POLYTOS im Clusterwettbewerb an die Fa. Merck vergeben Das POLYTOS-Projekt endet am P+F hat einen Reader für Tags mit gedruckter Elektronik entwickelt (Speicher auf Basis von Transistor-Flipflops) 26

27 RFID-Produkte mit gedruckter Elektronik Utopie oder ein umwälzender Technologiesprung? Der Demonstrator besteht aus einem PC mit umfangreicher Software und mehreren Platinen in Form eines Laboraufbaus Die Transponder mit gedruckten Schaltungen - haben nach Inbetriebnahme und bei Tageslicht eine sehr begrenzte Lebensdauer (Stunden) - die Transponder haben eine hohe Streubreite Bereits vor Jahren gab es Veröffentlichungen. Die Probleme sind aber bis heute nicht gelöst: Haltbarkeit wie Silizium, Kosten, Reinraumfertigung, Strukturierung der Elektronik, Speicherfunktion wie ein EEPROM, 27

28 RFID = LF + HF + UHF + IDENT Control LF HF UHF IDENT CONTROL Software Die Vielfalt an Bauformen vereinfacht die Integration in die Anlage Die Modularität des Systems ermöglich eine flexible Lösung für zahlreiche Anwendungen Die durchgängige Softwarestruktur erleichtert zusammen mit Funktionsbausteinen die Einbindung in die Steuerung Autor: Max Mustermann

29 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.