Drehgeber mit IO-Link –
Die Basis für I4.0-Anwendungen

Drehgeber mit IO-Link – Die Basis für I4.0-Anwendungen
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16.06.2020 | • Condition Monitoring & Predictive Maintenance • Preisvorteile durch Konfigurierbarkeit • Vielzahl an mechanischen Varianten verfügbar • Individuelle Softwareeinstellung ab Werk • Erweiterbare Condition Monitoring Funktionen

Condition Monitoring, Predictive Maintenance und Kostendruck. Dieser Trend zeichnet sich in den Branchen des Maschinen- & Anlagenbaus, der Lager- & Fördertechnik, bei den Erneuerbaren Energien und weiteren Industriebereichen seit Jahren ab. Dazu bietet der Absolutwertdrehgeber mit IO-Link Kommunikation von Pepperl+Fuchs geeignete und langfristige Lösung. Mit mehr als 11,4 Millionen installierten IO-Link Knoten und einer Steigerungsrate von rund 40% im Vergleich zum Vorjahr hat sich IO-Link längst im Feld etabliert und ermöglicht den Zugriff auf detaillierte Identifikations-, Diagnose- und Parametrierdaten des Absolutwertdrehgebers von Pepperl+Fuchs.

In sehr vielen Bereichen der Industrie sehen sich Produktentwickler, Mitarbeiter des Betriebsmittelbaus und Projektleiter oft mit unterschiedlichen Zielen konfrontiert.
Auf der einen Seite erwarten Kunden kurze Inbetriebnahme-Zeiten, eine sehr hohe Maschinenverfügbarkeit sowie unmittelbare und schnelle Reaktionszeiten bei Stillstand.
Auf der anderen Seite müssen stetig neue Einsparungspotenziale in diesen Bereichen genutzt werden, um weiterhin konkurrenzfähig bleiben zu können. Insbesondere entstehen durch unerwartete Ausfälle von Maschinen nicht selten Schäden von grösseren sechsstelligen Beträgen. In diesem Zusammenhang sind die Schlagwörter wie Condition Monitoring und Predictive Maintenance in aller Munde. Hinter diesen Ansätzen steckt die Motivation, die Instandhaltung bzw. den Ausfall von Maschinen vorherzusagen und planbarer zu machen. Die Visualisierung des aktuellen technischen Maschinenzustandes oder die Vorhersage einer Ausfallwahrscheinlichkeit kann heute oft nur mit grossem Aufwand nachgerüstet werden oder die entsprechende Datengrundlage ist grundsätzlich gar nicht vorhanden. Anhand einer Datenanalyse können mithilfe von Sensorik bisher unbekannte Korrelationen aufgedeckt und Scheinkorrelationen ausgeschlossen werden. Die darauf basierende Interpretation des individuellen Maschinenzustandes wird, meist via nachgelagerten Softwaredienstleistungen, den Anlagenbetreibern oder den Kunden zur Verfügung gestellt. Die Implementierung einer klaren, strukturierten und fehlerfreien Datengrundlage ist dabei das zentrale Fundament, sodass entsprechende Interpretationen über den Maschinenzustand überhaupt erst möglich werden. Der Absolutwertdrehgeber mit IO-Link Kommunikation von Pepperl+Fuchs bietet dazu heute schon Lösungen und kann gleichzeitig bei kostensensitiven Anwendungen ein hohes Qualitätsniveau versprechen.

Einfache Datenauswertung während des Betriebs


Die technische Eignung des ENA**TL – IO Link von Pepperl+Fuchs als Fundament für Condition Monitoring Systeme fusst auf zwei wesentlichen Eigenschaften.
Pepperl+Fuchs bietet neben einer sehr breiten mechanischen Variantenvielfalt auch eine Vielzahl an Einstellparametern. Dadurch werden alle bisher gängigen Anwendungsbereiche für Absolutwertdrehgeber auch mit diesem Produkt realisierbar. Besonders ist, dass dabei die Daten des Drehgebers mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 230,4 kBit/s (COM3) übertragen werden. Dies ist schnellste Übertragungsgeschwindigkeit im IO-Link Standard. Zudem bietet der Drehgeber eine Gesamtauflösung von bis zu 31Bit. Durch die Parametrierbarkeit der Multiturn-Information können auch zyklisch ablaufende Anwendungen optimal realisiert werden. Wird zum Beispiel in einer Anlage immer dieselbe Drehrichtung beibehalten, da ein immer wieder von vorne beginnenden Ablauf realisiert werden soll, kann für diesen Anwendungsfall der Sensor so eingestellt werden, dass ab Überschreitung eines bestimmten Positionswertes der Drehgeber wieder mit dem Positionswert „Null“ zu zählen beginnt. Dies wird auch Overflow-Funktion genannt. Ergänzend verfügt der Sensor über eine Preset-Funktion. Entstehen zum Beispiel durch Schlupf verursachte Ungenauigkeiten in einer Anlage, kann der Drehgeber im laufenden Betrieb seine Positionswerte daran anpassen. Aufwendiges Nachjustieren kann dadurch vermieden werden.

Weiter wurden die gemessenen Positionswerte des Sensors so ergänzt, dass die Auswertung von möglichen Maschinenzuständen unterstützt wird. Dies kann zum Beispiel die Temperatur sein, die durch Parametereinstellung zyklisch vom Sensor übertragen wird und so eine permanente Messwertkontrolle stattfinden kann. Dies ermöglich den Temperaturzustand eine Anlage zu überprüfen, da der Drehgeber seine Aussentemperatur misst und damit die Anlagentemperatur anzeigen kann.

In den weiteren Produktvarianten des Absolutwertdrehgebers mit IO-Link kann dieser Parameter dann auch mit den Messwerten der Rotationsgeschwindigkeit, der Beschleunigung, der Vibration und der Schockerkennung eingestellt werden, ohne dass sich dabei die Prozessdatenstruktur verändert. Somit stehen die Themen das Condition Monitoring und Predictive Maintenance auch in den nächsten Jahren stark im Fokus. Folglich können mit dem beschriebenen Portfolio heute schon Anwendungen in diesem Kontext realisiert und in Zukunft Schritt für Schritt weiter ausgebaut und präzisiert werden. Es bietet heute schon Investitionssicherheit für zukünftige Anlagenkonzepte. In der aktuellen Variante ENA**TL – IO-Link kann zudem die mechanische Wellenbelastung ausgelesen werden. Ebenso unterstützen konfigurierbare Statusbits oder auch Signal-Flags genannt die Detektion von kritischen Maschinenzuständen anhand von zulässigen Positions- und Temperaturbereichen.
 
Die passende Funktionalität zur jeweiligen Anwendung und Kostensituation


Pepperl+Fuchs ergänzt mit dem Absolutwertdrehgeber das aktuelle Portfolio an IO-Link fähiger Sensorik und IO-Link Mastern. Mit diesem breiten Angebot werden Gesamtlösungen für Industrieanlagen aus einer Hand möglich. Mit dem ENA**TL–IO Link können zudem weitere ökonomische Wettbewerbsvorteile realisiert werden. Dies wird dadurch möglich, da ab Werk zwischen Standard-Geräteeinstellungen und individuellen Geräteeinstellungen ausgewählt werden kann. Auf diesem Weg steht es dem Nutzer offen, eine kostenoptimierte Standardlösung zu wählen oder ob ihm eine spezifische Parameteranpassung an die finale Applikation passender erscheint. Der Drehgeber ist ab Werk mit seiner gewünschten Parametrierung erhältlich und ermöglicht so einen individuellen Feldeinsatz, auch bei geringen Stückzahlen. Unterstützt wird dies, indem Identifikationsdaten des Sensors auch im IO-Link-Master zur Verfügung stehen und so die Nachbestellung für einen Gerätetausch vereinfacht. Beim Einbau des Ersatzgerätes überträgt die Data-Storage-Funktion des IO-Link-Masters alle definierten Parameter automatisch. Trotzdem ist aber auch eine Reset-Funktion verfügbar, mit deren Hilfe ein kundenspezifischer Auslieferungszustand des Parameter-Settings jederzeit wiederhergestellt werden kann. Die unvermeidliche Stillstandszeit, z. B. während einer Wartung oder einer Reparatur, wird so deutlich reduziert. Dabei unterstützt auch die Lokalisierungsfunktion die, als Pepperl+Fuchs –Standard, in allen IO-Link Geräten einheitlich implementiert wurde und dabei die LED per Kommando in einen auffällig blickenden Zustand versetzt. Die physische Suche von IO-Link Sensoren in der Anlage wird dadurch massiv erleichtert.

Zusammenfassend


Der Absolutwertdrehgeber von Pepperl+Fuchs bietet neben Investitionssicherheit den idealen technischen Einstieg ins Condition Monitoring bzw. dem Predictive Maintenance. Absolut einzigartig ist dabei die Tatsache, dass der ENA**TL–IO-Link die technische Eignung bei allen gängigen und kostensensitiven Anwendungen hat, ohne dass dabei auf eine zukunftsorientierte Plattform verzichtet werden muss. Weiterhin können durch Softwareeinstellung sowohl eine optimale Applikationsanpassung erreicht, als auch kunden-spezifische Lösungen schon ab Werk bei geringen Stückzahlen realisiert werden.
 


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