Herzlich Willkommen beim beam-Verlag in Marburg, dem Fachverlag für anspruchsvolle Elektronik-Literatur.


Wir freuen uns, Sie auf unserem ePaper-Kiosk begrüßen zu können.

Aufrufe
vor 1 Jahr

EF-Mess2022

  • Text
  • Messen steuern regeln
  • Qualitaetssicherung
  • Sensors
  • Sensoren
  • Elektronik
  • Electronic
  • Messtechnik
Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Sensoren Offen für

Sensoren Offen für alles Mehr Potenziale durch IO-Link-Logikmodule Die ersten IO-Link-Logikmodule eröffnen vielfältige neue Potenziale bei der flexiblen digitalen Signalvorverarbeitung von Sensoren Autoren: Martinus Menne Freier Journalist aus Drolshagen Christian Fiebach, Geschäftsführer ipf electronic gmbh www.ipf.de Die Transformation der Industrie und mit ihr die wachsende Digitalisierung auf Produktionsebene trägt maßgeblich zur Wertschöpfung von Unternehmen bei. Mit der Entwicklung von IO-Link-Logikmodulen wurde nun eine entscheidende Tür in Richtung echter Multifunktionalität bei der digitalen Signalvorverarbeitung von Sensoren geöffnet. In vielen Industriebereichen wird der Anspruch an die Fertigungsqualität zusehends höher. Ein Grund hierfür ist in der Regel die zunehmende Komplexität der zu fertigenden Produkte und Lösungen. Sie setzt wiederum eine hohe Prozesssicherheit mit stets reproduzierbaren Produktionsabläufen voraus. Sensoren sind daher essentielle Komponenten u. a. in automatisierten Prozessen zur Überwachung von Werkzeugen, Handlingsystemen und Spannvorrichtungen oder um z. B. die korrekte Positionierung von Werk stücken sicherzustellen. Wann sind Logikmodule sinnvoll? Die Abfrage einer Vielzahl an Sensoren über eine SPS führt zu längeren Zykluszeiten und erhöht den Bedarf an Eingängen sowie Signalleitungen. Logikmodule sind daher oftmals die beste Alternative zur logischen UND- bzw. ODER- Verknüpfung von digitalen Sensorsignalen direkt vor Ort. Die potenziellen Einsatzfelder sind entsprechend vielfältig, z. B. wenn: • auf Steuerungsseite (SPS) nicht genügend Eingänge für eine große Anzahl an Sensorik zur Ver fügung stehen • ein Zugriff auf einen SPS-Programmcode nur begrenzt oder gar nicht möglich ist • im Sinne der Gewährleistung eine einfache und stets reversible Lösung gesucht wird, ohne direkt auf einen SPS-Programmcode zugreifen zu müssen • das Fachpersonal für die Programmierung einer SPS fehlt Erste Lösung vor mehr als 20 Jahren Wie so oft, war es die konkrete Anfrage eines Kunden nach einer Lösung, die bei ipf electronic 1998 die Entwicklung der ersten Logikmodule anstieß, mit denen sich die logisch verknüpften Schaltsignale mehrerer Sensoren mit einem einzigen Endsignal an eine Steuerung übertragen ließ. Das VL250100 für UND-Verknüpfungen und VL250120 für ODER-Verknüpfungen sind nach wie vor erhältlich und bestehen aus einem Hutschienengehäuse mit Schraubklemmen für den Anschluss von bis zu vier Sensoren. Auch an eine flexible Erweiterung der Logikmodule wurde seinerzeit gedacht. Daher integrieren die Geräte einen zusätzlichen Eingang, über den sich die Module aneinanderreihen lassen, um mehr als vier Sensorsignale miteinander verknüpfen zu können. Pionierleistung: Die kaskadierbaren Logikmodule der Reihe VL25 für die Hutschienenmontage wurden 1998 entwickelt und sind nach wie vor im Portfolio 46 Einkaufsführer Messtechnik & Sensorik 2022

Sensoren Aufgaben nicht mehrere Sensoren eines Typs, jedoch mit unterschiedlichen Funktionalitäten, vorgehalten werden müssen. Zweifelsohne bietet eine flexible Geräteparametrierung via IO-Link auch Potenziale für die Weiterentwicklung von Logikmodulen. Die ersten vollelektronischen Zweifach-Logikmodule decken sowohl sensor- als auch steuerungsseitig alle gängigen Anschlussvarianten ab Ausnahmslos „saubere“ Signale Im Gegensatz zu konventionellen Lösungen, werden bei den Logikmodulen von ipf electronic die Ausgänge der hieran angeschlossenen Sensoren nicht über eine interne Verdrahtung, sondern über eine integrierte Elektronik mittels Logikgatter miteinander verknüpft. Die Sensoren beeinflussen sich somit unabhängig von der Wahl der jeweiligen Logik nicht gegenseitig. Ein un sicheres Schaltverhalten, wie es bei hartverdrahteten Modulen mitunter auftritt, ist ausgeschlossen. Stattdessen stehen an einer SPS ausnahmslos derart „saubere“ Signale an, als ob nur ein Sensor angeschlossen wäre. Vollelektronische Zweifach- Logikmodule Eine entscheidende Eigenschaft, die 2020 u. a. zur Entwicklung des ersten vollelektronischen Zweifach- Logikmoduls für UND-Verknüpfungen führte, knapp ein Jahr später gefolgt von einer kompletten Gerätereihe für UND- bzw. ODER-Verknüpfungen, die alle gängigen sensor- als auch steuerungsseitigen Anschlussvarianten (M8, M12) abdeckt. So wird bei den Modulen für UND-Verknüpfungen der Schaltausgang erst dann aktiv, wenn die Schaltausgänge beider angeschlossenen Sensoren gleichzeitig eingeschaltet sind. In konventionellen Reihenschaltungen liefert indes der Schaltausgang des ersten Sensors intern die Betriebsspannung für den zweiten Sensor, dessen Ausgang dann als Schaltausgang für den Verteiler fungiert. Wie bereits erwähnt, kann das je nach Spannungsabfall bzw. Anlaufstrom eines Sensors ein unsicheres Schaltverhalten zur Folge haben. Bei den vollelektronischen Zweifach-Logikmodulen für ODER-Verknüpfungen ist der Schaltausausgang eines Moduls stets dann aktiv, wenn mindestens einer der beiden am Modul angeschlossenen Sensoren eingeschaltet ist, ganz gleich welches Gerät gerade schaltet. Das Ergebnis ist auch hier eine gleichsam einfache wie sichere Verknüpfung von zwei Sensorsignalen mit einer ODER-Logik. Durch die Kombination mit einem Logikverteiler können die Zweifach- Logikmodule zudem die Anzahl an verknüpften Sensoreingängen verdoppeln. Erste Lösungen mit IO-Link- Schnittstelle Die IO-Link-Technologie hat vor allem im Bereich der Sensorik große Fortschritte gebracht, denn die digitale Schnittstelle erweitert durch eine flexible Parametrierung den Funktionsumfang der Geräte, wodurch sie an sehr unterschiedliche Aufgaben angepasst werden können. IO-Link-Sensoren ver einen daher sehr flexibel einsetzbare Lösungen in zumeist zu den Vorgängern baugleichen Geräten. Das reduziert die Variantenvielfalt und minimiert letztlich auch die Lagerhaltung, weil jetzt für verschiedene Material-, Zeit- und Kosteneinsparungen Werden mit einem herkömmlichen 8-fach Logikmodul nur vier Sensoren UND-verknüpft, benötigen die freibleibenden Sensoreingänge einen Simulationsstecker zur Beschaltung, damit das Modul bzw. die gewählte Logik funktioniert. Bei den neuen Logikverteilern können die freien Steckplätze hingegen ohne Simulationsstecker über die IO-Link-Schnittstelle unabhängig voneinander deaktiviert werden. Auch der Verdrahtungsaufwand wird deutlich geringer, ergo Material, Zeit und Kosten eingespart. Unterschiedliche Aufgaben - eine Lösung Die Eingänge von IO-Link-Logikverteilern lassen sich völlig unabhängig voneinander verknüpfen, bei Bei den VL61 lässt sich jeder freie Sensoreingang über die IO-Link- Schnittstelle unabhängig voneinander deaktivieren. Simulationsstecker für die freien Sensoreingänge, wie auf dem rechten Logikmodul, sind nun nicht mehr erforderlich Die Eingänge der IO-Link-Logikmodule können völlig unabhängig voneinander verknüpft werden, bei gänzlich freier Wahl der hierfür gewünschten Logiken. Das Bild zeigt ein 8-fach-Logikmodul mit UND- Verknüpfung am Ausgang 1 für die Eingänge 1 bis 4 sowie eine ODER- Verknüpfung für die Eingänge 5 bis 8 (links) sowie das gleiche Modul mit UND-Verknüpfung am Ausgang 2 für die Eingänge 5 bis 8 und eine ODER- Verknüpfung für die Eingänge 1 bis 4 (rechts) Einkaufsführer Messtechnik & Sensorik 2022 47

hf-praxis

PC & Industrie

© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel