Jste zde

Ultrazvukové senzory Pepperl+Fuchs L2 s CAN pro řízení pohybu

Antonín Vojáček, 9. Září 2023 - 20:51

Společnost Pepperl+Fuchs z německého Mannheimu přichází s technologií ultrazvukových senzorů pro aplikace využívající CAN komunikační sběrnice, tedy jsou zejména cílené na mobilních stroje.

Nové ultrazvukové senzory Pepperl+Fuchs L2 s CAN

Nejnovější přírůstek do osvědčené rodiny L2 umožňuje konfiguraci všech funkcí senzoru přes CAN sběrnici přímo z PLC, z PC pak přes DTM rozhraní nebo USB-CAN převodník. Potlačení cíle rušení a nastavitelná šířka zvukového laloku rovněž umožňují optimální přizpůsobení dané aplikaci. Například vyčnívající části stroje, které by mohly způsobovat rušení, lze tímto způsobem jednoduše zamaskovat, zatímco zvukový lalok lze nastavením upravit pro minimalizaci ztráty rozsahu snímání bez ohledu na materiál, povrchovou strukturu a barvu detekovaného předmětu. Navíc autonomní synchronizace umožňuje provozovat několik ultrazvukových senzorů v těsné blízkosti u sebe.

Možnosti senzorů UCxxx-L2M

Podobně jako ostatní běžné ultrazvukové senzory i ty řady UCxxx-L2M využívají k detekci objektů ultrazvukové impulsy (princip puls-echo). Konkrétně senzor emituje ultrazvukové pulsy, který se odráží od předmětu a opět přijímají na přijímači senzoru. Následně se vyhodnocuje doba šíření zvuku a ze známé rychlosti zvuku se následně určuje vzdálenost k objektu. Tímto způsobem lze detekovat pevné, zrnité, práškové i kapalné předměty, přičemž barva a struktura povrchu předmětů nemají významný vliv na detekci. Naměřená hodnota vzdálenosti detekovaného předmětu je pak v případě senzorů UCxxx-L2M k dispozici k přečtení nadřazeným systémem pomocí standardizovaného rozhraní CANopen dle specifikace CiA 301 (CAN in Automation). To lze použít jak pro servisní a procesní přenos dat, tak i pro parametrizaci. Krychlové pouzdro typu VariKont se vyznačuje vysokou pevností v teplotním rozsahu -40 až +85 °C a krytím IP68, aby senzor byl dostatečně odolný i pro přímé použití v různých mobilních aplikacích (robotech i vozidlech).

Mezi typické aplikace použití uvedených ultrazvukových senzorů patří:

Kontrola průhybu na balicích a kovoobráběcích strojích.
Měření průměru role materiálu (např. fólie, papíru, plechu).
Detekce úrovně náplně v nádržích a silech.
Zabránění kolizím se samojízdnými nebo řízenými stroji.
Výškové ovládání ramen pro postřikovače.
Detekce kontejnerů na vozidlech pro svoz odpadu.
Detekce objektů nebo měření úrovně naplnění na dopravníkových pásech.
Detekce palet na vysokozdvižných vozících.
Monitorování prostoru na závorových systémech.
Detekce desek plošných spojů při jejich dodávání do SMD osazovacích strojů.

Prostřednictvím CAN rozhraní lze naprogramovat limity, výstupní režimy, typ výstupu a šířku zvukového paprsku. Mimo těchto základních měřicích dat lze nastavit i mnoho dalších parametrů, jako jsou možnosti filtrování, potlačení ozvěny, nastavení synchronizace atd. To poskytuje různé možnosti nastavení v závislosti na požadavcích konkrétní aplikace. Díky tomu mají senzory UCxxx-L2M vynikající odolnost vůči hluku na pozadí, schopnost programovatelného potlačení ozvěny a systém s více senzory lze samosynchronizovat tak, aby se zabránilo přeslechům.

Rozměry pouzdra senzorů UCxxx-L2M, jejich připojovací konektor a snímací charakteristika senzoru s měřícím dosahem 6 m.

Možnosti konfigurace a testování správné funkce senzorů

Ultrazvukový senzor UCxxx-L2M můžete parametrizovat dvěma způsoby:

pomocí softwarých aplikací PACTware DC & DTM,
pomocí softwarového nástroje CANopen Engineering Tool.

PACTware DC a DTM for CANopen / DTM for UCxxx-L2M-B16 umožňuje komplexní parametrizaci senzoru díky grafickému rozhraní. DTM (Device Type Manager) zobrazuje parametry přehledně a graficky v položkách nabídky. Analytické a pozorovací funkce umožňují zaznamenávat a vyhodnocovat různé situace a tedy provést ideální nastavení. Jako FTD aplikaci lze použít software "PACTware 5.0" nebo vyšší. Softwarový balík PACTware obsahuje PACTware DC (DC Direct Connect) verze pro rychlé a snadné navázání spojení mezi PACTware a senzorem. Pro pohodlné bezproblémové napojení senzorů a jejich parametrizaci pak Pepperl+Fuchs nabízí balíček "CANopen Parameterization Tool", který obsahuje jak PACTware, PACTware DC, tak i ovladač zařízení pro převodník CAN/USB-SUBD9 a DTM pro komunikaci CANopen.

Příklady obrazovek nástroje PACTware DC & DTM.

V případě CANopen Engineering Tool s funkcí LSS Manager lze parametrizaci provádět přímo přes objektový adresář CANopen. Při této konfiguraci komunikace probíhá přímo v síti CANopen a ve výchozím továrním nastavení přenosovou rychlostí 250 kbit/s a pomocí ID uzlu 16. Toto nastavení ale samozřejmě jde změnit. Data jsou vyměňována se senzorem prostřednictvím objektů a tyto objekty a jejich příslušné přípustné funkce jsou definovány adresáři SDO. Snímač podporuje formát 11bitového identifikátoru 2.0A CAN specifikace (rozšířený 29bitový identifikátor není podporován).

Pro napojení senzorů na nadřazené systémy pak slouží konfigurační EDS soubor.

Nejnovější dostupné verze jednotlivých požadovaných softwarových komponent, jako např. PACTware 5.0 nebo vyšší, CAN-COM-DTM a zařízení DTM lze nalézt na www.pepperlfuchs.com na stránce produktu v sekci "Software" nebo na produktové stránce pro řadu UCxxx-L2M.