Ultraschallsensoren für IIoT- und Safety-Anwendungen

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Autonom, sicher und smart

Ultraschallsensoren für IIoT- und Safety-Anwendungen
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Anwendungsspezifische Einstellungen für störungsfreien Betrieb und gesteigerte Prozesssicherheit
23.12.2020 | Pepperl+Fuchs präsentiert das nächste Level der Ultraschallsensorik mit völlig neuen Leistungsmerkmalen. Dazu gehören unter anderem das Ausblenden von Störsignalen mit einem einzigen Knopfdruck, Safety-Geräte mit mehrfacher Redundanz und autonome Sensoren für den ortsunabhängig-vernetzten Betrieb.

Auf einen Blick:

  • Neue Generation smarter, autonomer Ultraschallsensoren mit LoRaWAN-Schnittstelle verfügbar
  • Spielend einfache Anpassung von Ultraschall-Standardsensoren an die Anwendung per Software
  • Safety-Ultraschallsensorsystem mit PLd/3 für AGVs und andere sicherheitsrelevante Anwendungen


Ultraschallsensoren sind bauartbedingt sehr robust und zuverlässig. Für viele, ganz unterschiedliche Anwendungen bietet ihr Messprinzip physikalisch die optimale Lösung. Pepperl+Fuchs hat auf dem Online Summit (17.-19. November) eine Reihe von Neu- und Weiterentwicklungen in diesem Bereich vorgestellt. Mit ihnen werden die Möglichkeiten für den Einsatz solcher Geräte beträchtlich erweitert.

Software übernimmt anwendungsspezifische Anpassung

Bereits bei herkömmlichen Ultraschallsensoren lassen sich Form und Grösse der Schallkeule an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung anpassen. Allerdings gilt dabei üblicherweise die Grundregel: je schmaler desto kürzer. Ein Schallkegel mit geringem Durchmesser geht auf Kosten der Reichweite. Bei den neuen Sensoren von Pepperl+Fuchs lässt sich der Schallkeulendurchmesser dagegen ohne Reichweitenverlust verringern. Störeinflüsse – etwa in den Messbereich hineinragende Objekte – lassen sich zusätzlich unabhängig davon mit einem einzigen Knopfdruck gezielt ausblenden. Die Parametrierung erfolgt mit einem Standardtool (IO-Link oder PACTware) leicht und intuitiv.

Mehrfachredundanz für Safety-Anwendungen

Das neue Sensorsystem USi safety besteht aus zwei voneinander unabhängigen Sensoren mit einer Auswerteeinheit. Die Schallkeulen der beiden Ultraschallwandler sind anders als üblich elliptisch geformt. So ergibt sich ein besonders breiter Erfassungsbereich mit einer Reichweite bis 2,5 Meter. Damit können zum Beispiel fahrerlose Transportfahrzeuge (AGV) den gesamten Raum in Fahrtrichtung „überblicken“. Jeder Sensorkopf verfügt über zwei sichere Ausgänge. Zwei Mikrocontroller in der Auswerteeinheit überwachen neben der Sensorfunktion auch gegenseitig sich selbst. Auffällige Abweichungen zwischen den Sensorköpfen oder den Controllern lösen automatisch den sicheren Modus aus. Eine Interferenz mit anderen Ultraschallsensoren, etwa bei der Begegnung mehrerer AGV im Lagerverkehr, wird durch eine spezielle Software unterdrückt. Damit erfüllt das System die Anforderungen für die Sicherheitsstufe PLd Kategorie 3 nach EN ISO 13849.

Netzanschluss für isolierte und mobile Assets

Der autonome IoT-Sensor WILSEN.sonic.level ermöglicht unabhängig vom Standort eine datensichere Vernetzung von isolierten und mobilen Assets. Sein Kernstück ist ein robustes Ultraschall-Füllstandsmessgerät, das durch weitere Komponenten und Funktionen ergänzt wird: Der integrierte GPS-Empfänger erlaubt Positionsbestimmung und Geotracking; ein Temperaturfühler liefert Zusatzinformationen. Zur Datenübertragung wird das lizenzfreie LoRaWAN genutzt, dessen Funkwellen Gebäudewände und Kellerdecken durchdringen – bei äusserst niedrigem Stromverbrauch, sodass die Batterie meist viele Jahren hält. Die integrierte zweistufige Ende-zu-Ende-Verschlüsselung gewährleistet hohe Datensicherheit. So lassen sich mit dem WILSEN raumgreifende Logistikprozesse intelligent automatisieren. Typische Anwendungen sind kommunale Wertstoffcontainer, Futtermittelsilos in der Landwirtschaft, Umlaufbehälter für Flüssigkeiten oder die Pegelstandüberwachung an Gewässern oder Überlaufbecken. 


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