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TECHNIK Feldebene
HALLE 9, STAND A72
Bildquelle: alle Bilder Siemens
[1] Für jede Aufgabe können Anwender
das passende Produkt aus dem Produktportfolio wählen.
[1]
Mit RFID die Produktion optimieren
Reichweite ist nicht alles
Oft stehen bei der Auswahl eines RFID-Systems die Erkennungsreichweite und – natürlich – der Preis im Vordergrund. Diese Kriterien alleine verkennen aber, dass erst die
Gesamtfunktionalität und die damit erreichbaren Prozessverbesserungen letztendlich
eine optimale Produktivitätssteigerung ermöglichen.
Z
um Thema Reichweite gilt gerade
in Montagelinien: weniger ist
meistens mehr. Denn der Abstand
zwischen zwei benachbarten Lesestationen beträgt oft weniger als einen Meter
und die Werkstücke folgen oft in Abständen von einigen Dezimetern. Wer da noch
die richtigen Daten vom richtigen Werkstück zuverlässig erfassen will, braucht
ein RFID-System mit klar definierten
Reichweiten und Feldgrenzen, die stabil
stehen, auch wenn die Lese-Umgebung
kritisch ist. Denn gerade in der industriellen Produktion sind es andere Parameter
als Transponderpreise und Reichweiten,
die eine effiziente Eignung eines RFIDSystems ausmachen. Denn auch Schnelligkeit, Feldgüte, Robustheit und Selektivität sind entscheidend.
Mehr Kriterien beachten
Sofortiges Erkennen des Transponders
und absolut sicherer und schneller Datenaustausch zwischen Steuerung und Transponder sind gefragt. Hier zählt nicht alleine die Datenübertragungszeit zwischen
Reader und Transponder. Denn erst wenn
die entscheidenden Informationen in der
Leitstelle vorliegen, können die notwendigen Aktionen ausgelöst werden. Auch das
Übertragungsfeld muss verlässlich bestimmt werden können. Es muss homogen sein – das heißt, es dürfen keine Nullstellen im Feld existieren – und es muss
definiert begrenzt sein. Eine metallhaltige
Umgebung gehört zum Alltäglichen und
muss ohne Zusatzmaßnahmen beherrscht
werden. Außerdem muss sichergestellt
sein, dass immer der richtige Transponder
Die technischen Unterschiede zwischen den beiden Protokollarten RF300 und ISO
Transponderspeicher
Übertragungsrate Reader – Tag
Lesen // Schreiben
Reichweite
Reader – Tag
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RF300-Mode
20 Byte (Eeprom)
8 bis 64 kB (FRAM)
Bis zu
8000 Byte/s // 8000 Byte/s
Bis zu
125 mm
ISO-Mode
112 bis 992 Byte (Eeprom)
Bis zu
600 Byte/s // 400 Byte/s
Bis zu
210 mm
im Visier ist. Auch bei kurzen Abständen
zwischen den Transpondern darf nur jeweils einer erkannt werden. Die RFIDKomponenten müssen auch resistent gegen Schmier- und Reinigungsmittel und
robust gegen elektromagnetische Störungen sein. Nur eine hohe Verfügbarkeit
sorgt bei den Produktionsverantwortlichen für Akzeptanz.
Nach wie vor sind in geschlossenen Produktionskreisläufen RFID-Systeme gefordert, die nicht nur einen Identifizierungscode mitteilen, sondern auch relevante
Produktions- und Qualitätsdaten auf dem
Transponder speichern können. Hierfür
sind Transponder notwendig, die einige
Kilobyte Speicherkapazität besitzen und
hohe Datenübertragungsraten aufweisen.
Denn Zeit ist Geld und niemand wird
kostbare Produktionssekunden opfern
wollen, nur um RFID zu ermöglichen.
Transpondererkennung und Datenaustausch müssen im Vorbeifahren und ohne
Stopp sicher und zuverlässig funktionieren.
Für alle Identifikationsaufgaben geeignet
Um diese Ansprüche erfüllen zu können,
entwickelte Siemens in den letzten
➜
Bildquelle: Anton Medvedkov – Fotolia.com
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Mit der ISO-15693-Funktionalität
eignet sich das RFID-System
auch für Applikationen, in denen
einfachere Transponder mit wenig Speicher benötigt werden.
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[2] Ein breites Spektrum von Kommunikationsmodulen, Funktionsbausteinen sowie Treibern
und Funktions-Bibliotheken ermöglicht die einfache Systemintegration aller Komponenten der
RFID-Produktfamilie in die Kommunikationsnetzwerke wie Profibus, Profinet und Ethernet sowie
in jede PC-Umgebung.
Schreib-/Lesegeräte mit ISO-Funktionalität
Für einfache Identifikationsaufgaben, bei
denen Transponder mit wenig Speicher
ausreichend sind, besteht nun auch die
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Möglichkeit, die Simatic Reader RF310R,
RF340R, RF350R und RF380R sowie
das mobile Handterminal RF310M im
genannten ISO/IEC-15693-Mode zu betreiben. Damit sind auch einfachere, kostengünstigere Transponder oder Smartlabels einsetzbar. Die Betriebsart lässt sich
einfach mittels Software-Parametern umschalten. Somit kommunizieren die Reader an der Luftschnittstelle entweder mit
der Betriebsart RF300-Protokoll wie bisher oder mit dem ISO/IEC-15693-Protokoll.
Auch die Inbetriebnahme und die Fehlerdiagnose sind einfach. Dafür sorgen die
Diagnosefunktionen des Systems. Wegen
des M12-Steckerkonzeptes stimmen die
Steckverbindungen mit anderen Automatisierungskomponenten des Anbieters
wie Ecofast und Simatic überein. Auch die
Einbindung in Kommunikationsnetzwerke wie Profibus, Profinet und Ethernet sowie in jede PC-Umgebung ist möglich. Ein
breites Spektrum von Kommunikationsmodulen, Funktionsbausteinen sowie
Treibern und Funktions-Bibliotheken ermöglicht die einfache und schnelle Integration in die jeweilige Applikation.
➜
Jahren das RFID-System Simatic RF300.
Das RFID-System eignet sich für die Automatisierung von Montagelinien, Förderstecken und für die Materialflusskontrolle. Es arbeitet im weltweit zugänglichen HF-Frequenzband bei 13,56 MHz.
Durch ein abgestuftes Produktportfolio
lässt sich das System für einfache sowie
anspruchsvolle Identifikationsaufgaben
einsetzen. Die wichtigsten Merkmale des
Systems im Überblick:
➜ Robuste Gehäuse und Anschlusstechnik, geeignet für den rauen Produktionseinsatz (bis IP68)
➜ Kompakte Reader-Bauformen, sowohl mit integrierten als auch mit
abgesetzten Antennen
➜ Homogene Übertragungsfelder zum
Minimieren von so genannten Feldlöchern (Nullstellen)
➜ Räumlich begrenzte Übertragungsfelder, um Überreichweiten zu vermeiden
➜ Sichere und schnelle Tag-Erkennung
➜ Bauform-optimierte, robuste Transponder für unterschiedliche Anforderungen
➜ Einfache Montage und Inbetriebnahme; Gerätetausch ohne Neuparametrierung
➜ Hohe Verfügbarkeit im bedienerlosen Betrieb
Bei der Verwendung von RF300-Transpondern (RF3xxT) in der Betriebsart
RF300-Protokoll ergibt sich folgender zusätzlicher Nutzen:
➜ Große Datenspeicher im Transponder mit selektivem Zugriff (bis zu
64 kB)
➜ Schnelle Datenkommunikation für
große Datenmengen (bis zu 8 kB/s)
➜ Sicheres Lesen und Schreiben beim
Vorbeifahren an Lesestationen
➜ Permanent ablaufende Diagnosefunktionen mit Echtzeit-Transparenz
Autor
Robert Vogl
arbeitet im Produktmarketing RFID-Systeme Simatic
RF bei Siemens in Nürnberg.
infoDIRECT
777iee0410
www.iee-online.de
Link zum RFID-System
Technik im Detail
Kommunikation mit dem ISO/IEC-15693-Protokoll
Die Norm ISO 15693 beschreibt die sogenannten
Vicinity Cards (Vicinity, dt. Nähe). Dies sind Chipkarten mit einer Reichweite von bis zu einem
Meter. Sie arbeiten bei 13,56 MHz. Die Energieversorgung erfolgt induktiv aus dem Wechselfeld
des Lesegerätes. Wenn die Karte ausreichend
Energie erhält, kann sie auf Kommandos des Lesegerätes antworten. Das Lesegerät sendet mit
der Modulation des Feldes (Pulsphasenmodulation) Befehle an die Karte. Eine Vicinity Card kann
nur antworten, wenn sie einen gültigen Befehl
bekommt, der eine einzelne Karte aus einer
möglichen Ansammlung von Karten innerhalb
der Reichweite des Lesegerätes auswählt. Dieser Prozess der Kollisionserkennung, auch bekannt als Antikollision, ist dadurch möglich, dass
jede Karte über eine einzigartige Identifikationsnummer verfügt. Die Karte antwortet, indem sie
mehr oder weniger Energie aus dem Feld abzieht
und generiert dabei einen oder zwei Zwischenträger bei etwa 450 kHz.
Quelle: rfid-informationen.de, iso.org