Product Manager Michael Troska is overtuigd van de voordelen van sensorfusie voor de gebruiker
Inclinosensoren met gefusioneerd meetprincipe
MEMS-sensoren - de afkorting staat voor "Micro-Electro-Mechanical Systems" - meten de kleinste veranderingen zoals versnelling. Deze compacte allrounders worden nu gebruikt in tal van apparaten, waaronder de nieuwe inclinosensoren van Turck, die ook een gyroscoop bevatten en met de samengesmolten meetprincipes een ongekende dynamiek mogelijk maken. Productmanager Michael Troska legt de voordelen van sensorfusie voor de gebruiker uit in een interview met Dirk Schaar, hoofdredacteur en eigenaar van messweb.de
Het onderwerp sensorfusie en de daaruit voortvloeiende voordelen worden in de industrie al geruime tijd besproken. Hoe lang houdt Turck zich hier al mee bezig?
Wij bieden al lange tijd inclinosensoren voor een breed scala aan mobiele toepassingen, zoals bouwvoertuigen, graafmachines, kranen, wielladers of andere voertuigen, maar ook in de klassieke industriële sector, bijvoorbeeld voor danserbesturing in de papier- en textielindustrie. Veel taken kunnen met succes worden opgelost met klassieke inclinotechnologie, maar voor bepaalde toepassingen zijn versmolten sensortechnologieën gewoon beter. Daarom werken wij al enige tijd aan sensorfusie en hebben wij nu de eerste apparaten gepresenteerd, met IO-Link interface en de fusie van gyroscoop en MEMS versnellingsmeter.
Wat zijn de beperkingen van conventionele inclinosensoren?
Conventionele inclinosensoren gebruiken gewoonlijk versnellingsmeters die de zwaartekracht van de aarde als referentiesignaal gebruiken. Als de sensor wordt gekanteld, meet hij een andere versnelling omdat hij niet langer loodrecht staat, maar dit is belangrijk voor de hoekberekening. Als er nu storende versnellingen in de toepassing voorkomen, bijvoorbeeld door trillingen, schokken of tijdens het optrekken, remmen of bochten nemen, wordt het meetsignaal vervormd. De meeste fabrikanten gebruiken filterfuncties om het uitgangssignaal af te vlakken en zo de invloed van storingen te verminderen. De filters hebben echter een doorslaggevend nadeel: ze maken het uitgangssignaal zeer traag en het is mogelijk dat de sensor snelle bewegingen niet meer correct kan detecteren omdat ze worden uitgefilterd. Daarom hebben wij de samengevoegde sensoren ontwikkeld.
Welke concrete voordelen heeft het samenvoegen van de signalen voor de gebruiker?
Naast de MEMS versnellingsmeter gebruiken we een gyroscoop die de hoeksnelheid in graden per seconde registreert. Groot voordeel: gyroscoopsignalen reageren niet op versnelling. Dit betekent dat als ik de versnellings- en gyroscoopsignalen via een intelligent fusiealgoritme combineer, ik een uitgangssignaal krijg dat extreem snel reageert en ook extreem nauwkeurig is in bewegende toepassingen.
Voor welke toepassingsgebieden zijn deze sensoren in het bijzonder ontworpen?
Ik zie vooral toepassingen op mobiele machines. Laten we ons een AGV voorstellen, d.w.z. een bestuurderloos transportsysteem dat constant in beweging is. Als dit voertuig bijvoorbeeld een constante bocht maakt, dan heb je een constante verstoringsvariabele, een verstoringsversnelling. Een klassieke hellingshoeksensor kan deze storingsversnelling niet uitfilteren. En daarom zie ik de beste toepassingsgebieden vooral in dynamische mobiele toepassingen die een snelle reactietijd van de sensor vereisen.
De hoge dynamiek wordt ondersteund door IO-Link. Nog een pluspunt voor de gebruiker in termen van nauwkeurigere en snellere resultaten? Zo ja, waarom?
We vertrouwen over het algemeen sterk op IO-Link omdat het protocol naast de feitelijke gebruikersgegevens ook aanvullende informatie kan verzenden en andere voordelen heeft. Met onze inclinosensorfamilie worden bijvoorbeeld naast de hoekgegevens ook de temperatuur en het aantal bedrijfsuren geregistreerd. Bovendien biedt IO-Link ook de mogelijkheid om informatie over de toepassing uit te lezen naast de sensorinformatie. Dit is aanzienlijk meer dan een analoge interface met 4-20 mA kan bieden. En omdat communicatie via IO-Link zeer EMC-stabiel is, kan de gebruiker niet-afgeschermde kabels met drie aders gebruiken en kosten besparen.
Een speciaal kenmerk van uw sensor is de LED waterpas. Waar wordt deze voor gebruikt?
De waterpas is een hulpmiddel bij de installatie. Dit betekent dat de gebruiker de sensor niet eerst aan de besturingseenheid hoeft te koppelen om de proceswaarde tijdens de installatie te leveren. Hij krijgt gewoon directe feedback van de sensor zodra deze wordt gevoed met 24 V. De gele LED's branden continu. De gele LED's branden permanent als de sensor zich binnen een venster van ±0,5 graden rond de nulpositie bevindt.
Zijn er nog verdere ontwikkelingen van deze sensoren?
Nadat we eerst MEMS-cellen gebruikten in onze inclinosensoren om storende trillingen te onderdrukken, gebruiken we ze nu ook in onze CMVT-trillingssensoren. Daar doen ze het tegenovergestelde door de trillingen nauwkeurig te detecteren en weer te geven. CMVT staat voor Condition Monitoring, Vibration and Temperature, omdat dit ook door de sensor wordt gemeten. Als de gebruiker de procesgegevens van onze sensor via IO-Link uitleest - dat is de trillingssnelheid - kan hij eenvoudig een mogelijk gevaar in zijn machine vaststellen. Als de trillingswaarde na verloop van tijd steeds hoger wordt of de grenswaarden van ISO 10816-3 worden overschreden, dan weet hij dat er maatregelen nodig zijn voordat er grotere schade ontstaat.
De sensorgegevens helpen ook om gerichte onderhoudsintervallen uit te voeren, dus niet te laat en niet te vroeg, want dat kost ook geld. Naast IO-Link heeft de CMVT ook schakeluitgangen. De gebruiker kan de sensor daarom eenvoudig parametreren zodat de schakeluitgang reageert wanneer ingestelde grenswaarden worden overschreden. Op deze manier kan bijvoorbeeld een Tower light worden aangestuurd die groen, geel of rood oplicht. Dit gebeurt allemaal volledig onafhankelijk, zonder enige besturingsintegratie. De inbedrijfstelling en bediening van de sensor worden vergemakkelijkt door onze Turck trillingsmonitor. De tool visualiseert de trillings- en temperatuurgegevens live in elke webbrowser en kan eenvoudig worden gebruikt via elke Turck IO-Link-master zonder extra software. Op deze manier kan de gebruiker de gemeten trillingsinformatie over een bepaalde periode weergeven en indien gewenst kunnen de gegevens ook worden geëxporteerd naar Excel voor verdere analyse.
Auteur | Het interview werd afgenomen door Dirk Schaar, hoofdredacteur van messweb.de en GOing
Extra informatie
- Technologieën & Topics
- Externe Partners
Select Country
Turck worldwide