Produktový manažer Michael Troska je přesvědčen o výhodách fúze senzorů pro uživatele.
Snímače náklonu s dvojitým měřicím principem
Senzory MEMS - zkratka znamená "mikroelektromechanické systémy" - měří nepatrné změny, například zrychlení. Tyto kompaktní všestranné přístroje se nyní používají v mnoha zařízeních, včetně nových inklinometrů společnosti Turck, které obsahují také gyroskop a díky sloučeným principům měření umožňují nebývalou dynamiku. Produktový manažer společnosti Turck Michael Troska vysvětluje výhody fúze senzorů pro uživatele v rozhovoru s tvůrcem messwebu Dirkem Schaarem..
Téma fúze senzorů a výhody, které nabízí, se v průmyslu diskutují již delší dobu. Jak dlouho se tím společnost Turck zabývá?
Již dlouhou dobu nabízíme sklonoměry pro nejrůznější mobilní aplikace, jako jsou stavební vozidla, bagry, jeřáby, kolové nakladače nebo jiná vozidla, ale také běžné průmyslové aplikace, například pro řízení tanečníků v papírenském a textilním průmyslu. Mnoho úloh lze úspěšně řešit pomocí konvenční inklinometrické technologie, ale pro některé aplikace jsou prostě lepší technologie snímačů, které jsou sloučené. Proto již nějakou dobu pracujeme na fúzi senzorů a nyní jsme představili první zařízení s rozhraním IO-Link a fúzí gyroskopu a MEMS akcelerometru.
Jaké jsou limity běžných inklinometrů?
Běžné inklinometry obvykle používají akcelerometry, které jako referenční signál využívají zemskou gravitaci. Pokud je snímač nakloněn, měří jiné zrychlení, protože již není kolmé, ale to je důležité pro výpočet úhlu. Pokud nyní máme v aplikaci rušivé zrychlení, například v důsledku vibrací, nárazů nebo při zrychlování, brzdění či zatáčení, je měřicí signál zkreslený. Většina výrobců používá filtrační funkce k vyhlazení výstupního signálu a tím ke snížení rušivých vlivů. Filtry však mají rozhodující nevýhodu: snímač díky nim může být velmi pomalý a rychlé pohyby nemusí být správně detekovány, protože jsou odfiltrovány. Proto jsme vyvinuli fúzní snímače.
Jaké jsou výhody spojení signálů MEMS a gyroskopu pro uživatele?
Kromě akcelerometru MEMS používáme gyroskop, který zaznamenává úhlovou rychlost ve stupních za sekundu. Hlavní výhoda: signály z gyroskopu nereagují na zrychlení. Když zkombinuji signály akcelerometru a gyroskopu pomocí inteligentního algoritmu fúze, získám výstupní signál, který je extrémně citlivý a mimořádně přesný, a to i v pohyblivých aplikacích.
Pro jaké aplikace jsou tyto senzory speciálně určeny?
Oblasti použití vidím hlavně na mobilních strojích. Představme si například AGV, tedy dopravní systém bez řidiče, který je neustále v pohybu. Pokud se například toto vozidlo neustále pohybuje v zatáčce, pak máte neustále přítomné rušení, rušivé zrychlení. Běžný inklinometr nemůže toto rušivé zrychlení odfiltrovat, protože je neustále přítomno. A proto vidím nejlepší oblasti použití zejména v dynamických mobilních aplikacích, které vyžadují rychlou odezvu senzoru.
Vysoká dynamika, které lze dosáhnout v pohyblivých aplikacích, je podporována rozhraním IO-Link. Další výhoda pro zákazníka, pokud jde o přesnější a rychlejší výsledky? Pokud ano, proč?
Na IO-Link se obecně hodně spoléháme, protože tento protokol může kromě vlastních uživatelských dat přenášet i další informace a má i další výhody. Například u naší řady inklinometrů se kromě údajů o úhlu zaznamenává i teplota a počet provozních hodin. Kromě toho IO-Link umožňuje kromě informací o snímači vyčíst také informace o aplikaci. To je podstatně více, než může nabídnout analogové rozhraní s 4-20 miliampéry. A protože komunikace prostřednictvím rozhraní IO-Link je velmi stabilní z hlediska EMC, může uživatel použít nestíněné třížilové kabely a ušetřit tak náklady.
Speciální funkcí vašeho senzoru je takzvaná LED vodováha. K čemu slouží?
Vodováha slouží jako montážní pomůcka. To znamená, že uživatel nemusí při instalaci nejprve propojit snímač s řídicí jednotkou, aby mohl získat procesní hodnotu. Uživatel jednoduše obdrží přímou zpětnou vazbu od snímače, jakmile je napájen 24 V. Žluté LED diody trvale svítí, když se snímač nachází v okně ±0,5 stupně kolem nulové polohy.
Ve společnosti Turck již probíhá další vývoj těchto senzorů. Co můžeme očekávat?
Poté, co jsme nejprve použili články MEMS v našich inklinometrech k potlačení rušivých vibrací, je nyní používáme také v našich nových snímačích vibrací CMVT. Zde dělají pravý opak a přesně zachycují a vysílají vibrace. CMVT je zkratka pro sledování stavu, vibrací a teploty, protože i ty senzor měří. Když uživatelé odečtou procesní data našeho senzoru prostřednictvím rozhraní IO-Link, tj. rychlost vibrací, mohou snadno určit případný potenciál ohrožení svého stroje. Pokud se hodnota vibrací v průběhu času postupně zvyšuje nebo jsou překročeny limity normy ISO 10816-3, pak uživatel ví, že je třeba jednat dříve, než dojde k většímu poškození.
Údaje ze senzorů také pomáhají provádět cílenou údržbu, tj. ani příliš pozdě, ani příliš brzy, protože to také stojí peníze. CMVT je kromě IO-Link vybaven také spínacími výstupy. Uživatel tak může snadno parametrizovat senzor tak, aby spínací výstup reagoval při překročení nastavených mezních hodnot. Lze tak například ovládat světlo na věži, které se rozsvítí zeleně, žlutě nebo červeně. To vše zcela autonomně bez nutnosti integrace řídicí jednotky. Náš monitor vibrací Turck zjednodušuje uvedení snímače do provozu a jeho obsluhu. Tento nástroj vizualizuje údaje o vibracích a teplotě v přímém přenosu v libovolném webovém prohlížeči a lze jej snadno používat prostřednictvím libovolného řídicího zařízení Turck IO-Link - bez nutnosti dalšího softwaru. Uživatel si tak může prohlížet naměřené informace o vibracích za určité časové období a v případě potřeby lze data exportovat do aplikace Excel pro další analýzu.
Autor | Rozhovor vedl Dirk Schaar, šéfredaktor messweb.de a GOing
Další informace
- Témata & Technologie
Select Country
Turck worldwide