Identifikationssysteme

UHF - die Sprache im Internet der Dinge

| Autor: Ines Stotz

Im Internet der Dinge ist RFID nicht nur eine Master-, sondern sogar eine ‚must have‘-Technologie.
Im Internet der Dinge ist RFID nicht nur eine Master-, sondern sogar eine ‚must have‘-Technologie. ( © Eisenhans - Fotolia)

Im technologischen Wettstreit mit nieder- und hochfrequenten RFID-Systemen gewinnt die UHF-Technologie immer mehr an Bedeutung. Denn sie bietet in der Anwendung entscheidende Vorteile.

Zufrieden beobachtet der Produktionsleiter die Fertigungsstrecke. Der Umstieg auf UHF-Technik hat sich doch gelohnt, denn die gestiegene Flexibilität spart Zeit – und er ist überzeugt, dass es sich rechnen wird. Außerdem fühlt er sich hier schon einmal gut gerüstet für die Herausforderungen der nächsten Jahre, wenn die Produktion der Zukunft immer mehr „mitdenken soll“. „Denn wer glaubt, dass Industrie 4.0 oder das Internet der Dinge noch Konzepte oder Technologien für eine ferne Zukunft sind, irrt gewaltig“, ist Dr.-Ing. Klaus Schmitt, Produktmanager RFID im Geschäftsbereich Fabrikautomation bei Pepperl+Fuchs überzeugt. Der Grund: Produktions- und Internettechnologie sind im Begriff, immer stärker zu verschmelzen und schaffen so die Basis für völlig neuartige Produktionsprozesse.

Dabei „wagen“ immer mehr Unternehmen den ersten Schritt, zum Beispiel durch die Integration einzelner Maschinen in automatische Identifikationsprozesse. Es existieren bereits sogenannte „Schaufensterfabriken“, die zeigen, wie künftig virtuelle und reale Produktionswelten ineinander übergehen und sich industrielle Prozesse autonom organisieren. Hierbei ermöglichen Cyber-Physische Produktionssysteme (CPPS) – sei es als intelligente Produkte oder als intelligente Betriebsmittel – eine dezentrale, reaktionsfähige und kontextadaptive Steuerung von Produktions- und Logistikprozessen.

Damit unterscheidet sich Industrie 4.0 grundlegend von früheren Ansätzen zu einer durchgängigen Automatisierung wie etwa dem Computer Integrated Manufacturing. Sie ist dezentral organisiert und verlagert so viel Intelligenz wie möglich in den eigentlichen Herstellungsprozess. Das einzelne Bauteil verfügt über Informationen, die maßgebliche Relevanz für einen oder mehrere folgende Produktionsschritte besitzt.

„An dieser Stelle – spätestens – kommt RFID als grundsätzliche Kommunikationstechnologie ins Spiel“, vertritt Dr. Schmitt seine klare Meinung. Hierbei tauscht der Transponder im Bauteil seine Daten mit einem Kommunikationsbaustein in einer Maschine aus. Ihr großer Vorteil gegenüber optischen Systemen wie Barcode oder Data Matrix: Mit RFID können Informationen nicht nur gelesen und ggf. beurteilt, sondern auch aktualisiert und zurückgespeichert werden. „Damit ist RFID der sensorische Schlüssel zu Industrie 4.0 bzw. die ‚Sprache im Internet der Dinge“, verdeutlicht der Produktmanager.

LF, HF, UHF – Technologiestandards im Wettstreit

Und: „Im Internet der Dinge ist RFID nicht nur eine Master-, sondern sogar eine ‚must have‘-Technologie, weil alleine sie die Kommunikation von CPPS untereinander sowie mit übergeordneten Netzwerken und Diensten ermöglicht.“

Mit LF, HF, UHF stehen dabei 3 Technologiestandards im Wettstreit: Bei niederfrequenten LF-Systemen (low frequency) gibt es einen weit verbreiteten Marktstandard mit 125 kHz. LF-Reader kommunizieren im Nahfeld, bieten Reichweiten bis zu einigen zehn Zentimetern und typischerweise Übertragungsraten von wenigen kbit. Die Transponder können sehr klein sein und lassen sich in bestimmten Ausführungen auch bündig in Metall einbauen.

Im hochfrequenten HF-Frequenzbereich (high frequency) mit höheren Übertragungsraten als bei LF-Systemen dominieren weltweit standardisierte 13,56 MHz-Datenträger. Auch hier erfolgt die Energie- und Datenübertragung zwischen Antenne und Transponder im Nahfeld. Die Transponder sind in vielfältigen und applikationsgerechten Bauformen verfügbar.

RFID-Systeme im ultrahochfrequenten UHF-Bereich (Ultra-Hoch-Frequenz) arbeiten in der Regel im Fernfeld mit „abgelösten“ Wellen bei knapp 1 GHz. Sie werden seit vielen Jahren erfolgreich in industrieller Umgebung eingesetzt und haben dort u.a. in Hochtemperaturanwendungen Mikrowellensysteme mit Batterie-unterstützten Transpondern abgelöst. „Entscheidend für den Siegeszug der UHF-Technologie ist sicherlich auch, dass die zumeist passiven Transponder mittlerweile sehr preisgünstig und in den verschiedensten Bauformen verfügbar sind“, glaubt Dr. Schmitt.

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