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DER KONSTRUKTEUR 6/2018

DER KONSTRUKTEUR 6/2018

SENSORTECHNIK WER ?HAT`S

SENSORTECHNIK WER ?HAT`S ERFUNDEN Autor: Tobias Dittmer, Pepperl+Fuchs GmbH, Mannheim Es war die Mannheimer Pepperl+Fuchs GmbH, die Mitte des letzten Jahrhunderts die ersten induktiven Näherungsschalter vorgestellt hat. Die neueste, intelligente Generation erlaubt heute das Messen und Schalten mit einem Sensor. setzt angeordnete Spulen zum Erfassen des metallischen Targetelements. Durch eine geeignete Auswertung lässt sich daraus dessen Position hochgenau bestimmen. Erhältlich ist der F90 in drei Baulängen für die Messbereiche 0...40 mm, 0...80 mm und 0...120 mm, wobei der tatsächliche Messbereich jeweils innerhalb des maximalen Messbereichs beliebig skalierbar ist. Als Betätiger lassen sich passende Elemente aus Stahl selbst herstellen bzw. idealerweise vorhandene Maschinenelemente verwenden. Alternativ gibt es das Target auch als Zubehör. SPECIAL Die Anfänge der induktiven Sensorik reichen zurück bis in die 1950er und 1960er Jahre, als die Firma Pepperl+Fuchs mit der Erfindung des induktiven Näherungsschalters einen genialen Ersatz für den verbreiteten Rollenendschalter präsentierte. Mit mechanischen Kontakten ausgestattet, konnte Letzterer keine nachhaltige (Detektions-)Lösung für Industrieanwendungen bieten. Korrosion und Verschleiß der Kontakte aufgrund von Feuchtigkeit und Schmutz sowie aggressiven Dämpfen der chemischen Industrie führten zu häufigen Ausfällen und kurzen Serviceintervallen. VOM NÄHERUNGSSCHALTER BIS ZUM WEGMESSSYSTEM Der vollkommen berührungslos und verschleißfrei arbeitende induktive Näherungsschalter des Mannheimer Sensorherstellers brachte damals die heiß ersehnte Antwort auf diese Problemstellung. Zum Auslösen des Sensors wird lediglich ein metallisches Gegenüber benötigt, um das integrierte Spule-Schwingkreis-System zu bedämpfen. Spule, Schwingkreis und Ausgangsstufe lassen sich vergleichsweise einfach in hochdichten Gehäusen unterbringen, sodass sich der induktive Näherungsschalter bis heute in vielen Anwendungen als robuste und zuverlässige Lösung bewährt. Grundsätzlich auf derselben Wirkweise basierend, aber ungleich komplexer aufgebaut, sind die induktiven Sensorsysteme zur linearen Wegmessung aus demselben Hause. Eine spezielle, patentierte Technologie nutzt bei der F90-Familie mehrere nebeneinander ver- NEUE FEATURES VEREINFACHEN ANWENDUNGEN DIE NEUAUFLAGE EINER ERFOLG- REICHEN SENSORFAMILIE MIT INDUKTIVEM WIRKPRINZIP Die Vertreter der neuen F90-Familie unterstützen nun die Schutzart IP69K und haben einen erweiterten Temperaturbereich von bis zu 85 °C statt bisher 70 °C. Durchgehend in allen Ausführungen ist jetzt eine IO-Link-Schnittstelle integriert, über die sich die Sensoren komfortabel parametrieren lassen. Darüber hinaus sind Modelle mit ATEX-Zulassung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 2/22 erhältlich. Um den F90 optimal an den Einsatzzweck anzupassen, stehen den Anwendern insgesamt vier Elektronik-Varianten zur Verfügung. So kann er wählen zwischen Modellen mit Analogausgang, drei Schaltausgängen, zwei Schaltausgängen sowie einem Analogausgang und schließlich der ATEX-Ausführung, die ebenfalls ausgestattet ist mit zwei Schaltausgängen und einem Analogausgang. Bei allen Ausführungen mit Analogausgang lässt sich dieser wahlweise als Strom- oder Spannungsausgang betreiben. Die Schaltausgänge sind als parametrierbare Gegentaktausgänge ausgeführt so- 52 DER KONSTRUKTEUR 6/2018

- Induktives Sensorsystem im Referenztarget- Modus mit zwei beweglichen Targets www.DerKonstrukteur.de „DER EINSATZBEREICH DIESER SENSORSYSTEME REICHT VON WERKZEUG- MASCHINEN BIS ZU PROZESSTECHNISCHEN ANLAGEN“ Dr. Michael Döppert, Chefredakteur Die neue F90-Generation induktiver Sensorsysteme von Pepperl+Fuchs erfasst lineare Wegpositionen hochpräzise. Sie zeichnet sich aus durch beliebig parametrierbare Messbereiche und Schaltfenster sowie durch die Möglichkeit, mit einem Gerät sowohl Mess- als auch Schaltfunktionen auszuführen. Durch das robuste induktive Wirkprinzip, hohe Schutzarten und den großen Temperaturbereich eignen sich die Sensoren für ein weites industrielles Einsatzspektrum. wie kurzschlussfest, verpolgeschützt und überspannungsfest; die gewünschten Schaltpunkte sind beliebig einstellbar. Erstmals ermöglicht diese Geräteklasse somit das Messen und Schalten mit demselben Sensor. So kann die dezentrale Intelligenz der Geräte in Verbindung mit bis zu drei Schaltausgängen und frei definierbaren Schaltfenstern dazu beitragen, die Komplexität von Anwendungen, Maschinen und Steuerungssoftware zu reduzieren. Gleichzeitig liefert der Analogausgang stets den exakten Positionswert des Bedämpfungselements und ermöglicht so eine separate Weiterverarbeitung des Signals, etwa für Kontrollfunktionen. Eine weitere Besonderheit ist die Referenztarget-Funktion bei den Ausführungen mit 80-mm- und 120-mm- Messbereich. Im Standardbetrieb mit nur einem Target liefern die Sensoren jeweils die absolute Position des Targets. Im Referenztarget-Modus dagegen kommen zwei bewegliche Targets zum Einsatz. Hier ermittelt das System den Abstand zwischen den Targets, der als relativer Abstand ausgegeben wird. ÜBERWACHUNG VON TÄNZERROLLEN Ein typisches Anwendungsbeispiel für den F90 findet man bei der Überwachung von Tänzerrollen, die dazu dienen, die mechanische Spannung an Bändern, Folien usw. konstant zu halten. Für eine korrekte Funktionalität der Anlage darf die Position der beweglichen Tänzerrolle bestimmte Grenzwerte nach oben oder unten nicht überschreiten. Mit dem F90 lassen sich sowohl die Grenzwerte überwachen als auch die aktuellen Positionen ausgeben und das System gegebenenfalls automatisch nachjustieren. Die F90-Wegmesssysteme erreichen eine Auflösung von 50 µm und eine Wiederholgenauigkeit von ± 0,1 mm. Eine Temperaturkompensation ist integriert. Über mehrere Anzeige-LEDs verschaffen sich Anlagenbetreuer schnell einen Überblick über einen korrekten Betrieb und die aktuellen Schaltzustände. Zum Parametrieren der Geräte via IO-Link steht eine geeignete Software zum Download bereit. Weiterhin liefert IO-Link wertvolle Mehrwertdaten wie Betriebsstundenzähler, die Signalqualität, Sensorstatus usw. Die Sensoren verfügen über eine UL-Zulassung, womit dem Einsatz in Exportmaschinen und grundsätzlich in den USA und Kanada nichts entgegensteht; die ATEX-Ausführungen sind gemäß ATEX 3G/3D (Zone 2/22) zertifiziert. Mit der Sicherheitszuhaltung AZM400. ■ 10.000 Newton Zuhaltekraft | Metallgehäuse ■ Bistabile Zuhaltung | Motorischer Antrieb ■ Zuhalte- und Verriegelungsfunktion PL e / SIL 3 ■ Toleranz gegen Türversatz | Entsperrung gegen Querkraft ■ Sichere 2-kanalige Ansteuerung www.schmersal.com Besuchen Sie uns auf der Automatica 2018, Halle B6, Stand 328. Wir machen Ihre Maschine sicher. Bilder: Pepperl+Fuchs www.pepperl-fuchs.com