RFID Grundlagen und Anwendungen UHF-Systeme, Trends und Ausblick swisst.meeting am 24.10.2013 18.03.2013 www.pepperl-fuchs.com 1
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. www.pepperl-fuchs.com 2
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. www.pepperl-fuchs.com 3
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 10/2013 www.pepperl-fuchs.com 4
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 www.pepperl-fuchs.com 5
Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Fertigungsprozesse www.pepperl-fuchs.com 6
Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Fördertechnik www.pepperl-fuchs.com 7
Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Positionserkennung www.pepperl-fuchs.com 8
Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Plagiatschutz www.pepperl-fuchs.com 9
Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Werkzeugmaschine www.pepperl-fuchs.com 10
Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Freigabeberechtigung www.pepperl-fuchs.com 11
Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Zugangsberechtigung www.pepperl-fuchs.com 12
Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Mobile Equipment www.pepperl-fuchs.com 13
Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Lebensmittelindustrie www.pepperl-fuchs.com 14
Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Prozesstechnik www.pepperl-fuchs.com 15
Anwendungsbeispiele für RFID Systeme Für jede Anwendung die richtige Lösung: Wartungsnachweis www.pepperl-fuchs.com 16
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 www.pepperl-fuchs.com 17
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 www.pepperl-fuchs.com 18
Anwendungsbeispiele für das UHF System Endmontage im Automobilbau Variantenbeherrschung und Steuerung der Zuführkomponenten Rückverfolgbarkeit und Zuordnung von Qualitätsdaten AIDA Stecksystem www.pepperl-fuchs.com 19
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 www.pepperl-fuchs.com 20
UHF Systeme: Weltweiter Einsatz Unterschiede bei UHF Anwendungen nach Regionen Russia USA Canada Europe 125kHz 13.56MHz 865-868MHz 2.45 GHz 125kHz 13.56MHz 866-868MHz 916-921MHz 2.45 GHz Korea 125kHz 13.56MHz 917-923.5MHz 2.45 GHz 125kHz 13.56MHz 902-928MHz 2.45 GHz China 125kHz 13.56MHz 920.5-924.5MHz 2.45 GHz Japan 125kHz 13.56MHz 916.7-923.5MHz 2.45 GHz Brasilia 125kHz 13.56MHz 902-907.5MHz 915-928MHz 2.45 GHz India 125kHz 13.56MHz 865-867MHz 2.45 GHz South America 125kHz 13.56MHz 902-928MHz 2.45 GHz South Africa 125kHz 13.56MHz 865-868MHz 915.4-919MHz 2.45 GHz Australia 125kHz 13.56MHz 918-926MHz 2.45 GHz www.pepperl-fuchs.com 21
UHF Systeme: Weltweiter Einsatz Unterschiede bei UHF Anwendungen nach Regionen EPC Gen2 (ISO/IEC 18000-63) funktioniert mit den Frequenzen EU: 865 868 MHz USA: 902 928 MHz China: 920 925 MHz Lesekopf ist auf die zugelassene Frequenz parametrierbar. Es gibt breitbandige Transponder für den weltweiten Einsatz Es gibt spezifische Transponder für die jeweiligen Regionen www.pepperl-fuchs.com 22
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, www.pepperl-fuchs.com 23
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: www.pepperl-fuchs.com 24
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 www.pepperl-fuchs.com 25
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 31.12.2013 P+F hat einen Reader für Tags mit gedruckter Elektronik entwickelt (Speicher auf Basis von Transistor-Flipflops) www.pepperl-fuchs.com 26
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, www.pepperl-fuchs.com 27
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 17.10.2013 www.pepperl-fuchs.com 28
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. www.pepperl-fuchs.com