Jste zde

Průmyslový senzor prostředí Stego CSS 014 s IO-Link

Antonín Vojáček, 27. Září 2019 - 20:00

I když firma Stego byla doposud známá hlavně jako výrobce elektromechanických odolných čidel teploty a vlhkosti či topných a větracích komponent, nově vyvíjí a nabízí již i moderní technologie jako senzory s IO-Link digitální komunikací.

Elektromechanické vs. elektronické senzory

Firma STEGO byla vždy spíše známá výrobou elektromechanických komponentů pro řízení teploty a vlhkosti pro rozvaděčové a elektroskříně, které se vyznačovali co nejjednodušší konstrukcí, často neobsahující žádnou složitou senzorovou, měřící nebo řídící elektroniku. Senzory teploty nebo vlhkosti byli převážně založeny na základních fyzikálních jevech, například princip bimetalu u teplotních čidel, které nevyžadovaly pro svou funkci žádné napájení a jejich měřící výstup prostě bylo jen mechanické sepnutí kontaktu, který následně například spojil silové napájení pro některé jimi vyráběný typ topného tělesa v případě vytápění nebo větráku nebo peltierova článku v případě požadavku chlazení. Nastavování spínacích bodu se také obvykle provádělo mechanicky pomocí natočení ovládacího prvku, který mechanickou cestou předepnul či uvolnil mechanické kontakty a tím i jejich dřívější nebo pozdější reakci/sepnutí (například viz článek TEST - Chlazení a topení v rozvaděčích s komponentami STEGO).

Výhoda tohoto přístupu je sice maximální jednoduchost a i spolehlivá funkce, ale také velká nepřesnost představující chybu aktivace výstupu cca +/- 5°C u senzorů teploty nebo 10% RH u senzorů relativní vlhkosti. Také mechanické nastavení a absence jakékoliv elektroniky neumožňuje vyhodnocení ani přednastavení limitů elektronickou či digitální cestou.

Proto v posledních letech i firma Stego vyvinula vlastních řady svých nových "chytrých" senzorů s již integrovanou digitální komunikací IO-Link, která si postupně vydobyla v automatizaci jako jedna z hlavních komunikačních průmyslových sběrnic pro senzory.

Nový digitální senzor Stego CSS 014

Mezi takové patří kombinovaný senzor prostorové teploty i vlhkosti s označením CSS 014. Ten je určen pro prostorové měření teploty běžného prostředí v rozsahu od -40 °C do +60 °C a zároveň dohlíží i na relativní vlhkost v rozsahu 0 až 100% RV. Tento senzor byl v nabídce už již dříve v roce 2018 v podobě s výstupem v podobě proudové smyčky 4-20 mA. V letošním roce 2019 však firma Stego přivedla na trh provedení i s digitálním výstupem pro rozhraní IO-Link.

Digitální IO-Link nahrazuje snímače s analogovým a spínacím výstupem z důvodu lepší organizace zapojení vodičů připojených do nadřazených systémů a přesný digitální přenos hodnot do nadřazeného řídícího systému bez jakéhokoliv zkreslení (jako například v případě přenosu proudovou smyčkou). Senzory s IO-Link fungují jako tzv. podřízené slave jednotky a jsou připojeny do tzv. nadřazené IO-Link Master jednotky, která jednak se senzory komunikuje a současně navazuje komunikaci a komunikuje některým vyšším průmyslovou komunikační sběrnicí (např. Profinet či Modbus-TCP) s nadřazeným systémem, jako například PLC, HMI či průmyslový počítač, který pak může snadno naměřené hodnoty zpracovat, převádět, vyhodnocovat a archivovat, ať již ve své úložném prostoru nebo přes internet v nějakém IoT cloudovém uložišti.

Hlavní výhodou IO-Link sběrnice, například proti analogovému přenosu proudu či napětí, je v přenášení řídících, servisních a měřicích dat pomocí třívodičového zapojení. Digitální senzor má, oproti analogovému, výhodu v tom, že umožňuje dálkové nastavení, kontrolu a signalizaci dosažení požadovaných hodnot. Další výhodou je, že čidlo zpracovaná data posílá již v digitální podobě a odpadá tak převod na analogový signál a zpět a tím se eliminuje jakékoliv zkreslení naměřených hodnot. Nicméně z hlediska konstrukce se opět jedná o senzor, který je ve stejném pouzdře jako analogový a jeho obvod je tepelně odizolovaný od svého okolí těsněním po jeho obvodu.

Hlavními výhodami senzoru navrženého přímo pro průmyslové aplikace jsou zejména vysoká odolnost vůči vibracím a zvýšená odolnost pro okolnímu rušivému elektromagnetickému poli. Ochranná lakovaná deska senzoru CSS 014 obsahuje mikrokontrolér a ochranné jednotky EMC v tepelně optimalizovaném uspořádání tak, aby byl vyloučen jakýkoliv vliv na naměřené hodnoty v důsledku odpadního tepla. Stíněná kulatá zástrčka M12 zajišťuje rychlé připojení a bezpečně převádí digitální signály do kanálů IO-Link Masteru pro další zpracování.

Provozní napětí je DC 24 V (DC 12 - 30 V) s maximální spotřebou 1,8 W (obvykle 0,4 W). Testovaná bezpečnost pro chytrý senzor CSS 014 je certifikována na základě schválení s VDE a UL podle normy IEC 61010-1 / DIN EN 61010-1.

Základní parametry senzoru Stego CSS 014:

Měření a řízení teploty: -40 až 60 °C.
Měření a řízení vlhkosti: 0 % až 100 % RF.
Max. reakční čas: 3 min.
Měřící signály: analogový (4-20 mA)/digitální (IO-Link).
El. připojení: M12 kulatá zástrčka, IEC 61076-2-101, 4kolíková, A-kódovaný, stíněný.
Elektrická ochrana: ochrana proti záměně polarity, zkratu a přepětí.
Druh montáže: na 35 mm DIN-lištu a na panel (šrouby M5).
Rozměry: 140 x 40 x 38 mm.
Hmotnost cca 50 g.
Materiál těla: plast.
Provozní teplota: -40°C až +70°C.
Stupeň krytí: IP20 / IP57 (pouze senzor).

Závěr

Elektronický senzor Stego CSS 014 je vhodný pro použití v nejrůznějších aplikacích a může být použit i v prostředí se složitými podmínkami, jako je větrná energie. Výborně může sloužit v monitorování výrobních, skladovacích a provozních prostor a i sledování prostředí uvnitř rozvaděčů a elektroskříní, kde může moderní citlivé elektronické systémy (PLC, HMI, měniče atd.) chránit před přehřátím, přílišných podchlazením nebo vystavením přílišné vlhkosti.