Das Asset Tracking sorgt dafür, dass grundsätzlich einfacher und zuverlässiger vorausschauend disponiert wird, um auch Verzögerungen durch Wartungs- und Reparaturvorgänge zu minimieren. Last but not least kommt dank Tracking nur noch selten kostspielige Ausrüstung abhanden. Außer Betriebsmitteln lassen sich mit einem Lokalisierungssystem natürlich auch Personen identifizieren und orten. Erstens kann beispielsweise auf diesem Weg die Zutrittsberechtigung zu bestimmten Anlagenbereichen überprüft werden. Vor allem aber lassen sich Evakuierungen deutlich zielgerichteter durchführen. Im einfachsten Fall wird die Anzahl der Mitarbeiter ermittelt, die sich an den Sammelstellen eingefunden hat. Kommt es zu einem Unfall, können Rettungskräfte außerdem betroffene Personen mit Hilfe der optionalen präzisen Lokalisierung schneller und mit geringerer Gefährdung für die eigene Gesundheit bergen und versorgen. Ein sogenanntes „People Monitoring" über ein Lokalisierungssystem trägt so erheblich zu höherer Arbeitssicherheit bei.

Lokalisierungssysteme für Prozessanlagen

Grundsätzlich basieren Lokalisierungssysteme auf Funksignalen. An Fahrzeugen oder Betriebsmitteln werden Transponder angebracht bzw. aufgeklebt, Personen tragen sie zum Beispiel an der Arbeitskleidung, und in der zu überwachenden Anlage werden erforderliche Controller installiert. Für gesendete und empfangene Informationen muss schließlich noch eine geeignete Anbindung an eine Asset-Tracking-Software oder an andere Softwaresysteme implementiert werden. Gängige Hardware-Lösungen nutzen entweder RFID (Radio Frequency Identification) oder das Global Positioning System (GPS). Von Fall zu Fall kommt die letztere Option prinzipiell in Frage und bietet auch den Vorteil, dass kein eigenes Netzwerk von Empfängern in einer Anlage installiert werden muss. Für viele Prozessanlagen allerdings scheidet GPS von vornherein aus: Dieses Satelliten-gestützte System eignet sich nur für Außenbereiche – im Inneren von Gebäuden kann die erforderliche Verbindung zum Satellitensystem nicht gewährleistet werden. Ein Lokalisierungssystem auf Basis von aktiven RFID-Tags hingegen ist für die In- und Outdoor-Nutzung gleichermaßen geeignet. Zudem sind die erforderlichen Komponenten erheblich kostengünstiger als industrietaugliche GPS-Elektronik. Die Verwendung aktiver Tags ist die flexibelste und für den Großteil aller prozesstechnischen Anlagen am besten geeignete Lösung: Daten übermitteln und empfangen diese im Freien oft noch über Strecken von deutlich mehr als 100 m. Selbst in Gebäuden passieren Signale aktiver Tags beträchtliche Entfernungen, auch durch Wände hindurch. Die Kosten pro Einheit liegen klar unter denen von GPS-Sendern in Industrieausführung.

Ein Echtzeit-Lokalisierungssystem kann grundsätzlich gut auf die konkreten Bedürfnisse individueller Anwender abgestimmt werden. Berücksichtigt werden können Gegebenheiten wie die von Fall zu Fall sehr unterschiedliche Größe des zu überwachenden Areals. Außerdem kann nach Standorten mit Anlagen im Gebäudeinneren, mit Anlagen ausschließlich im Freien und den recht häufigen gemischten Szenarien differenziert werden. Daneben unterscheidet sich je nach Anwendung auch die geforderte Ortungs-Genauigkeit und -Geschwindigkeit. Eine Rolle für Projektierung und Implementierung einer passgenauen Lösung spielt schließlich noch die Bewegungs-Häufigkeit und -Geschwindigkeit der Betriebsmittel oder der Personen, die mit Lokalisierungs-Tags versehen werden sollen.

Praxisgerechte Lösungen

Die einfachsten Systeme registrieren lediglich die Anwesenheit beobachteter Assets oder Personen an wenigen konkreten Orten. Objekte und Mitarbeiter mit Tags werden in diesem Fall nur jeweils dann identifiziert und geortet, wenn ihre Signale von den an den spezifischen Orten einzeln installierten RFID-Controllern empfangen werden. So kann beispielsweise bei Evakuierungen festgestellt werden, ob und wann alle im Gebäude anwesenden Mitarbeiter definierte Sammelpunkte erreicht haben. Das Container-Tracking wiederum lässt sich bei einer solchen Lösung zum Beispiel dazu nutzen, das Eintreffen eines leeren Tanks an einem Ankunfts- oder Abstellpunkt zu registrieren, ebenso dessen Erreichen einer Reinigungsstation sowie beispielsweise die Bereitstellung zur erneuten Befüllung und Verladung. Mit einem leistungsfähigeren System lassen sich weitergehende Überwachungsmöglichkeiten für ganze Zonen schaffen. Notwendig ist dazu die Installation einer Reihe fest installierter Controller, die als Verbund eine Zone bilden. Nützlich ist dies zum Beispiel für die laufend aktuelle Standortbestimmung von Arbeitsmitteln, die immer wieder mobil in unterschiedlichen Teilbereichen eingesetzt werden und deren aktueller Standort nicht immer absehbar und planbar ist.

Systemlösungen von R. Stahl zur Zonenlokalisierung können in einem Umkreis von bis zu 160 m anwesende RFID-Tags identifizieren und dem entsprechenden Anlagenteil zuordnen. Im anspruchsvollsten Szenario kann auch eine exakte Lokalisierung beispielsweise von Personen in bestimmten Räumen oder Behältern auf bestimmten Stellflächen erfolgen. Eine entsprechend genaue Positionsbestimmung von RFID-Tags lässt sich auf der Grundlage der Signalfeldstärke eines Tags oder anhand von Laufzeitmessungen ermitteln. Mit Hilfe des optionalen Softwarepakets Advanced Localization erreichen auf derartige Anforderungen abgestimmte Systeme von R. Stahl bei Bedarf eine Ortungspräzision von ±5 m.

Ortungssysteme für den Ex-Bereich

Für Anlagen mit gas- und staubexplosionsgefährdeten Bereichen bietet das Unternehmen ein System mit eigensicheren aktiven RFID-Tags und zugehörigen Controllern in druckfest gekapselten Gehäusen an. Die Komponenten sind auf einen Umgebungstemperaturbereich von ­40 bis +50 °C (Transponder) bzw. ­20 bis +60 °C (Controller) ausgelegt und können auch in rauer Umgebung problemlos eingesetzt werden. Die Controller in Schutzart IP66 sind für die Installation in Zone 1 und 2 bzw. 21 und 22 geeignet. Die Tags sind gerade für Außenbereiche in IP67 konstruiert und können in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 0, 1, 2 bzw. 20, 21, 22 verwendet werden. Sie senden ihre Kennungen kontinuierlich im lizenzfreien ISM-Band (2,45 GHz).

Die Controller erlauben die Positionsüberwachung von bis zu 100 RFID-Tags pro Sekunde und über 1000 Tags an Geräten oder Personen insgesamt. Mit der übergeordneten IT-Ebene können sie per Fast Ethernet oder über eine WLAN-Schnittstelle (IEEE 802.11 b/g) kommunizieren. Die Einbindung ermittelter Positionsdaten in Business-Applikationen wie PLS oder ERP-Systeme erfolgt über eine Middleware. Ein Web-Service-Interface (SOAP) ermöglicht die Nutzung typischer Funktionen wie Gate Access, People Monitoring und Container Tracking komfortabel über einen Browser.

Dipl.-Ing. (FH) Karl-Heinz Christoffel ist Mitarbeiter im Vertrieb Automatisierung bei der R. Stahl Schaltgeräte GmbH in Waldenburg ( www.stahl.de )