Ausfälle und ungeplante Wartungsarbeiten an sicherheitskritischen Industrieanlagen sind in der Regel mit hohen Kosten für den Betreiber verbunden. Häufig kündigen sich Ausfälle bereits im Vorfeld durch untypische Betriebsparameter wie steigende Temperaturen, eindringende Feuchtigkeit oder Druckverlust an. Ein am Fraunhofer IPMS entwickeltes flexibles Überwachungssystem misst genau diese Parameter, wertet sie aus und leitet Ausfallrisiken für die Anlagen ab. Wartungsarbeiten lassen sich so kostensparend genau dann durchführen, wenn ein konkreter Bedarf besteht.
Das Fraunhofer IPMS setzt bei dieser Lösung auf RFID-Sensor-Transponder auf Basis eigener RFID-Transponderschaltkreise. Diese verbinden Sensoren beispielsweise für Temperatur, Feuchtigkeit, Druck oder Licht mit passiven, also batterielosen, RFID-Schnittstellen. »Die Nutzung von RFID hat unter rauen Industriebedingungen den Vorteil, dass für deren Betrieb weder Kabel noch Batterien notwendig sind, weil die für Ihren Betrieb benötigte Energie vollständig aus dem elektromagnetischen Feld eines externen Lesegerätes bezogen wird.«, erläutert Dr. Frank Deicke, Leiter des Entwicklerteams am Fraunhofer IPMS. »Sie sind vollständig wartungsfrei, potentialfrei, haben eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer und lassen sich auch an schwer zugänglichen Orten oder rotierenden Maschinenteilen anbringen.«
Die Entwicklung von Sensortranspondern ist Teil eines Komplettangebots des Fraunhofer IPMS: Dieses beginnt bei der individuellen Beratung zu RFID-Anwendungen, führt über die Entwicklung von RFID-Schaltkreisen mit einer integrierten Sensor-Bridge, welche die Anbindung nahezu beliebiger Sensoren erlaubt, den Hardware-Aufbau von Sensor-Transpondern und deren individuelle Anpassungen an spezifische Applikationsszenarien und endet bei der Einbindung in existierende Softwaresysteme mit integrierter Datenanalyse und Prozesssteuerung.
Zu diesem Angebot zählt weiterhin eine RFID-Middleware, der sogenannte ROAD-Server. Dazu Frank Deicke: »RFID-Komponenten unterscheiden sich je nach Hersteller, genutztem Frequenzband, Protokoll, Schnittstelle und Sensor zum Teil erheblich und lassen sich nicht ohne weiteres miteinander kombinieren. Unser ROAD-Server macht es möglich, dass sich beliebige Lesegeräte, Identifikations- und Sensor-Transponder in den verschiedenen Frequenzbereichen (LF, HF, UHF und NFC) und von verschiedenen Herstellern über eine einheitliche OPC-UA Schnittstelle ansprechen lassen. So können sie flexibel in die Produktionsabläufe integriert werden«.
Um den Nutzen der RFID-Sensor-Technologie des Fraunhofer IPMS für unterschiedlichste Anwendungsfelder zu erproben, bietet das Dresdner Forschungsinstitut seinen Kunden Customer Evaluation Kits an.
Auf der Electronica, der Weltleitmesse für Komponenten, Systeme und Anwendungen der Elektronik, vom 8. - 11. November 2016 in München (Fraunhofer-Gemeinschaftsstand 113 in Halle 4), und der Fachmesse für Elektrische Automatisierung - Systeme und Komponenten SPS IPC Drives, vom 22. - 24. November 2016 in Nürnberg (Stand 500 in Halle 2), stellt das Institut sein komplettes Leistungsangebot vor. Darüber hinaus sind Teilnehmer des parallel zur Electronica stattfindenden Wireless Congress eingeladen, die Vorträge von Dr. Frank Deicke (9. November 2016, Session 3 »Z-Wave«, ab 14:30 Uhr, »A Passive RFID-to-I²C Bridge«) und Prof. Dr. Dirk Reichelt (10. November 2016, Tutorial 8 »RFID«, ab 16:00 Uhr, »Smart RFID System Integration via OPC UA«) zu besuchen.
Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme