53.74 Hochfrequenztechnik, Funktechnik
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Diese wissenschaftliche Arbeit, welche für die Fachhochschule CAMPUS 02 durchgeführt wird, setzt sich mit der automatisierten und softwaregestützten Antennen-Anpassung im NFC-Bereich mithilfe eines Vektor-Netzwerk-Analysators (VNA) auseinander. Das Programm soll zur einfachen und automatisierten Antennenanpassung ohne tieferes Fachwissen des Benutzers fähig sein und etwaige Projekte im Bereich Forschung und Entwicklung an der Fachhochschule CAMPUS 02 vereinfachen. Ziel ist, die Antennen-Anpassung als Prozess abbilden zu können und alle nötigen Schritte mithilfe eines günstigen VNAs und der Software umzusetzen mit so wenig Benutzerinteraktionen wie nötig. Das fertige System soll von der Genauigkeit der Messung nahe der eines um ein vielfaches teureren VNAs liegen. Die Funktionsweisen eines NFC-Systems und dessen Antenne wird analysiert und alle wichtigen Punkte für die Anpassung einer Antenne ermittelt. Aufbauend auf den gesammelten Informationen werden Methoden zur Ermittlung der Antennenparameter und deren Anpassungsschaltung erörtert und evaluiert. Die benötigten Maßnahmen zur Umsetzung der Methoden wie etwaige Messungen und Berechnungen mithilfe des VNAs werden aufgeführt und analysiert. Für die Antennenanpassung wird ein C# Programm geschrieben, welches die Messungen und Kalibrationen am VNA durchführt und mit wenigen Benutzereingaben visuell und tabellarisch alle benötigten Daten für die Antennenanpassung liefert.
In Schaltstellen und Trafostationen mit Fernwirkanbindung, bei welchen keine wirtschaftliche Möglichkeit besteht eine kabelgebundene Datenübertragung umzusetzen, kommt eine drahtlose Datenübertragung zum Einsatz. Zielsetzung ist es, eine geeignete Funktechnologie zu finden, welche von der Energie Steiermark selbst betrieben und instandgehalten werden kann ohne von einem öffentlichen Mobilfunknetz abhängig zu sein. Nach dem Vergleich diverser Funktechnologien und der Auswahl einer geeigneten, wurden Tests durchgeführt um die Praxistauglichkeit dieser Funktechnologie zu ermitteln. In den Tests wurde unter anderem auf Gesichtspunkte wie Paketumlaufzeiten, Datendurchsatz und Konsistenz der übertragenen Daten geachtet. Neben dem Test der Praxistauglichkeit sind während der Testphase ebenfalls verschiedene Einstellungen für eine stabile Datenübertragung ermittelt und getestet worden. Die Praxistests und Datenanalysen haben gezeigt, dass die Anforderungen, welche die Energie Steiermark an eine drahtlose Datenübertragung stellt, erfüllt wurden. Wenn Smart Meter auch mit dieser Technologie implementiert werden müssen gegebenenfalls die Einstellungen der Datenübertragung angepasst werden.
In den Luftzerlegungsanlagen der Firma Linde GmbH werden derzeit Anlagenkomponenten mithilfe von Kennzeichnungstafeln identifiziert. Anhand dieser Kennzeichnungstafeln ist bis dato nur eine eindeutige Identifizierung des Geräts an sich möglich. Weitere Details über die Geräte (wie z.B. zugehörige Dokumentation, Schaltpläne, Wartungspläne etc.) sind diesen Kennzeichnungen nicht zu entnehmen. Um in Zukunft Zeit zu sparen und die Wartung zu erleichtern, war es das Ziel dieser Arbeit eine Methode zu finden, welche es ermöglicht die Geräte zu identifizieren und direkt vor Ort weitere Informationen über die Geräte zu erhalten. Dazu wurde untersucht, ob RFID (Radio Frequency Identification) eine geeignete Technologie für die Komponentenkennzeichnung ist. Derzeit wird die RFID Technologie beispielsweise im Bereich der Logistik oder für Zugangskontrollsysteme eingesetzt. RFID Tags werden direkt an Gütern befestigt. Mittels Lesegeräten kann auf die auf dem RFID Tag gespeicherten Daten kontaktlos zugegriffen werden. Nach der Erhebung von möglichen Einflussfaktoren (wie z.B. Materialien der Geräte, Feuchtigkeit, oder elektromagnetische Einflüsse) wurde in Feldversuchen, in der Luftzerlegungsanlage am Standort Graz, überprüft, inwiefern diese einen Einfluss auf die Funktionalität der RFID-Tags haben. Das Ergebnis zeigte, dass die erhobenen Einflussfaktoren keine negativen Auswirkungen auf die Funktionalität und Tauglichkeit der RFID Tags haben und diese daher problemlos eingesetzt werden können. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass sich die NFC-Technologie, welche auf der RFIDTechnologie basiert, sehr gut für einen Einsatz im überprüften industriellen Bereich eignet. Ein großer Vorteil der Technologie ist die einfache Handhabung und die Verfügbarkeit von Lesegeräten (Smartphones). In weiterer Folge werden, in Zusammenarbeit mit der zuständigen Produktionsleitung, Schritte für die Durchführung eines Pilotprojekts geprüft.
