Draht- und batterielose RFID-Sensoren

Draht- und batterielose RFID-Sensoren ermöglichen eine kontinuierliche Temperaturüberwachung der Stromschienen in einer Schaltanlage. Fraunhofer IPMS

Eine kontinuierliche Temperaturüberwachung in Schaltanlagen ist wichtig, weil unentdeckte Überlastungen und fehlerhafte Installationen zu Überhitzungen und Bränden führen können. Solche Ereignisse kündigen sich im Vorfeld oft durch Erwärmung der Schraubverbindungen an den Stromschienen an. Bisher war die permanente Temperaturüberwachung in Schaltanlagen allerdings schwierig: Kabel oder Batterien sind direkt auf den Stromschienen aufgrund der hohen Spannung bisher nicht integrierbar. Üblicherweise wird die Temperatur daher mit Infrarotkameras gemessen. Dazu muss die Anlage häufig abgeschaltet werden. Eine kontinuierliche Messung ist so nicht möglich. „Drahtlose Systeme mit RFID-Sensoren eignen sich dafür besser“, erklärt Dr. Andreas Weder, Entwicklungsleiter am Fraunhofer IPMS.

Dazu nutzten die Forscher am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) die aus der RFID-Technologie bekannte drahtlose Daten- und Energieübertragungstechnik von Lesegerät zu Sensor. Das Lesegerät speist den Sensor mit Energie, um die Messung durchzuführen und anschließend die Messwerte zu übertragen. Ein direktes Aufbringen der Sensorik auf die Stromschienen ist in Schaltanlagen aufgrund der hohen Spannung nicht möglich. Die Forscher nutzen daher ein neues Verfahren: „Wir messen die Temperatur direkt an der Schraubverbindung der Stromschienen,“ erläutert Weder. „Auf diese Weise kann kontinuierlich und störungsfrei gemessen werden.“

Einfache Integration in die Anlagentechnik

Mit intelligenten Software-Lösungen lässt die sonst aufwendige Integration von drahtlosen RFID-Sensor-Systemen in bestehende Produktionsumgebungen und die Anbindung an vorhandene Leitsysteme einfach realisieren. Weder erläutert: „Eine Middleware, der sogenannte RFID-OPC-UA-AutoID-Server –kurz Raoad-Server – setzt die OPC-UA-AutoID-Companion-Spezifikation entsprechend für RFID-Sensor-Komponenten um und ermöglicht damit eine herstellerunabhängige, standardkonforme Kommunikation für die industrielle Automatisierung. So lassen sich beliebige Lesegeräte, Identifikations- und Sensor-Transponder in den verschiedenen Frequenzbereichen (LF, HF, UHF und NFC) und von verschiedenen Herstellern einheitlich ansprechen.“