Již mnoho let převádí TR-Electronic své zkušenosti s digitálním měřením úhlů a posuvů do produktů, které vyplňují mezery na trhu. TR-Electronic má potřebné dovednosti k rozpoznání požadavků zákazníků a trhů, zejména když se okolní podmínky stanou nepříznivými nebo dokonce nebezpečnými. Konkrétně v nabídce rotačních enkodérů lze najít mnoho různých a ne úplně běžných provedení, ať již jde o nejnovější technologická provedení, tak i verze se staršími typy rozhraní, aby bylo možné je snadno nasadit do starších zařízení a výrobních linek. Zejména to platí o víceotáčkových absolutních snímačích natočení (enkodérech). Pojďme se tedy podívat na ty nejzajímavější z nich.
Enkodéry s EtherCAT-P rozhraním
Mezi aktuální letošní největší novinku v nabídce rotačních enkodérů společnosti TR-Electronic jsou absolutní rotační enkodéry s rozhraním EtherCAT-P. Toto inovativní jednokabelové řešení je tak dostupné již i pro rotační kodéry, které jsou k dispozici v průmyslovém standardu 58 mm a také ve velikostech 80 a 110 mm. Enkodér má speciálně kódovaný konektor M8, který snadno odolá typickým nástrahám každodenního průmyslového použití a zabrání nesprávnému připojení. Speciální kabely s lisovanými zástrčkami jsou perfektním řešením pro aplikace s kompaktními stroji. V závislosti na konfiguraci ovládání je odpojení a připojení možné i za provozu (tzn. "Hot Plug"), což otevírá možnost flexibilních koncepcí systémů a strojů. Také je možné zde využívat skutečnou absolutní architekturu bez čítačů a baterií, protože otočný enkodér zaznamená každou změnu polohy i bez připojení k řídicí jednotce. Při opětovném připojení modulu stroje je pak v ovladači okamžitě vidět skutečná hodnota polohy sledované části stroje, aniž by byla potřeba jakákoliv reference dráhy. Z pohledu mechanické konstrukce enkodérů je k dispozici standardní velikost 58 mm s plnou hřídelí, slepou hřídelí a dutou hřídelí, velikost 80 mm s až 27 mm průchozí dutou hřídelí a velikost 110 mm s až 50 mm průchozí dutou hřídelí.
Enkodéry s PROFINET V4.2 rozhraním
Druhá generace TR-Electronic kodérů s rozhraním PROFINET již podporuje nejnovější profil V4.2. Enkodéry také podporují IRT režim pro izochronní reálný čas. Vhodná konfigurace topologie sítě (např. v TIA Portal) zaručuje snadné zprovoznění a výměnu kodéru a rychlé spuštění a protokol redundance médií poskytují minimální dobu spuštění do provozu a tak vysokou dostupnost stroje. Absolutní rotační kodéry mohou být vybaveny i dalším sekundárním rozhraním, např. SSI, INC. Navíc poskytují možnost zadání parametrů převodovky pro téměř libovolnou reprodukci převodových faktorů pro přesnou detekci uzavřených rotačních os. Absolutní nastavení (také nazývané „přednastavení“ nebo „nastavení offsetu“) lze provádět synchronně s regulačním cyklem, i když je systém v cyklickém provozu. Tato druhá generace enkodérů PROFINET od TR-Electronic je k dispozici v široké škále verzí hřídele a příruby a konektivita rozhraní může být orientována jak v axiálním, tak v radiálním směru.
Enkodéry s SPE rozhraním
V rámci letošní společné prezentace Single Pair Ethernet System Alliance e.V. během Hannover Messe dokázala společnost TR-Electronic prokázat, že nejnovější přenosovou technologii pro průmyslový Ethernet označovanou jako SPE (Single Pair Ethernet) lze použít i pro senzorovou technologii s komplexními informacemi. Absolutní víceotáčkový enkodér řady CEV582 totiž dokázal spolehlivě přenášet své hodnoty měření polohy a další stavové informace do master jednotky právě prostřednictvím dvoudrátového standardu SPE v rozlišení 15 bitů na otáčku a celkově 4096 absolutních rozlišených pozic otáček. Navíc stejný pár vodičů byl také použit pro napájení v rámci standardu PoDL (Power over Datanline), který umožňuje celkově přenášet napájecí příkon až 50 W. Single Pair Ethernet tak rozšiřuje řadu průmyslových ethernetových systémů podporovaných TR-Electronic o inovativní možnost současného napájení lineárních senzorů a enkodérů a získávání dat pomocí pouhých dvou vodičů.
Nerezové enkodéry
Absolutní víceotáčkové enkodéry řady Cxx582, tedy kompaktního provedení o velikosti 58 mm, je možné dodat i s pouzdry z nerezové oceli. Ty jsou primárně určeny k tomu, aby odolaly i agresivnímu prostředí. Protože speciální prostředí vyžadují speciální materiály, je kodér vyrobený z nerezové oceli 1.4404 / AISI 316L. Navíc jeho povrch je zcela hladký, protože informace o stavu funkce jsou integrovány do softwaru a údaje typového štítku jsou laserem vypáleny přímo do povrchu nerezové oceli. Zjednodušená geometrie jak provedení s přírubou, tak s hřídelí minimalizuje kontaktní plochu pro ulpívání kapaliny a prachu. Kodér je k dispozici se stupněm krytí až IP 67, což umožňuje i snadné mytí enkodéru. Uvnitř se pak nachází optické snímání s až 18bitových rozlišením až 4096 otáček.
Redundantní enkodéry
Požadavky na spolehlivost, dostupnost a bezpečnost strojů a systémů se neustále zvyšují. Proto TR-Electronic začal nabízet i tzv. redundantní verze. Řada CRx582 v sobě integruje hned dva rotační enkodéry v prostoru standardního průmyslového enkodéru o velikosti 58 mm. Hodnoty polohy jsou zde určovány nejen jedním, ale současně hned dvěma nezávislými snímači jejichž pozice natočení jsou i zpracovávány samostatně. Oba snímače lze navíc také navzájem odlišně parametrizovat. Kodér přenáší hodnoty buď přes SSI, inkrementální nebo CANopen rozhraní, přičemž dva kanály SSI/SSI a SSI/inkrementální varianty jsou opět na sobě zcela nezávislé a jsou dokonce galvanicky izolované. V případě CANopen výstupu jsou implementovány dvě oddělené / různé "Device" komunikační jednotky a jsou také galvanicky odděleny od napájení.
Tato použitá technologie měření nabízí vysokou spolehlivost a uživatel má nyní veškerou volnost vyhodnotit dvě nezávisle stanovené a přenesené naměřené hodnoty z hlediska dostupnosti, bezpečnosti a diagnostického pokrytí ve svém řízení. Mechanicky je řada CRx582 k dispozici s pevnou hřídelí, se slepou hřídelí a s přímo připojeným kabelovým tahem délky až 40 m. Díky konstrukci zástrčky a odlišného mechanického klíče jsou i vyloučeny nebezpečné záměny při připojování.
Enkodér s bit-paralelním rozhraním
Již jsme si zvykli na high-tech rotační enkodéry, které mají průmyslové ethernetové připojení a přenášejí své komplexní aktuální hodnoty (poloha, rychlost, další stavové informace) do řídicí jednotky prostřednictvím standardizovaného sběrnicového protokolu. Doby, kdy se pro každý bit hodnoty absolutní polohy používal samostatný vodič, se zdají být zapomenuty. Ale někdy je to přesně to, co je potřeba. První aplikace, které přicházejí na mysl, jsou ty, ve kterých musí být nové enkodéry připojeny ke stávající řídicí technice, která má pouze bit-paralelní rozhraní a žádné připojení sběrnice nebo dokonce průmyslového Ethernetu. Rotační enkodéry s paralelním rozhraním od TR-Electronic však kromě bitů pro polohu umožňují generovat také mnoho různých speciálních signálů, jako je směr otáčení, hlídání klidového stavu, virtuální koncové spínače a nahrazuje tak další vyhodnocovací elektroniku pro přímé vyhodnocení na místě. S paralelním rozhraním lze kombinovat i další výstup skutečné hodnoty. Je možné si vybrat mezi SSI a inkrementálním rozhraním. Kombinace absolutního rozhraní SSI (které samo je na trhu již řadu let) a paralelního rozhraní nabízí to nejlepší z obou světů. Celý měřicí rozsah skutečného absolutního víceotáčkového snímání je přenášen sériově bez omezení počtem vodičů a přídavné signály, jako je směr otáčení, zastavení nebo funkce sledování otáček, jsou generovány a vysílány přímo v kodéru.
Stejně jako všechny současné TR enkodéry 2. generace jsou i tato provedení s paralelním rozhraním k dispozici v různých tvarech a průměrech hřídelí. Rotační snímače velikosti 58 mm mohou být vybaveny plnými hřídelemi do průměru 12 mm se slepým otvorem a průběžnými dutými hřídeli do průměru 15 mm. Pro větší průměry hřídelí jsou k dispozici provedení CxH802 a CxH1102. Jejich průchozí duté hřídele mohou pojmout strojní hřídele do 25 mm (u 802) nebo 50 mm (u 1102). Navíc je k dispozici i plně magnetické snímání polohy s až 13bitovým rozlišením na otáčku, přičemž optické snímání poskytuje až 18bitové rozlišení. Navíc je snímáno plných 4096 otáček a zjištěná hodnota polohy je k dispozici ihned po zapnutí, i když je systém bez napětí.
Bezpečnostní SIL enkodéry pro Powerlink a CANopen
TR-Electronic po velkém tržním úspěchu bezpečnostní řady kodérů CDx582 s rozhraními/protokoly PROFINET/PROFIsafe, Ethernet/IP s CIP Safety™ a FSoE (FailSafe over EtherCAT) připravil i provedení s rozhraním Ethernet Powerlink / openSAFETY a CANopen Safety.
Ethernet Powerlink / openSAFETY produktová varianta staví na osvědčeném modulárním systému enkodérů SIL v rozměru 58 mm a zároveň využívá zkušeností získaných s Powerlinkem u větší řady CDx75. To znamená, že uživatelé kompaktních bezpečnostních kodérů mohou nyní přistupovat do řídicího světa B&R i dalších systémů, které využívají bezpečnou komunikaci přes Powerlink s openSAFETY.
Provedení řady CDx582+FS s rozhraní CANopen Safety pak pracuje na principu „bílého kanálu“, to znamená, že při hodnocení bezpečnosti celé aplikace musí celá signálová cesta prokázat svou spolehlivost. To se děje mimo jiné opakováním přenosů s použitím základního protokolu CSMA/CA (Collision Avoidance), který tvoří základ všech implementací CAN. Detekce chyb, jako je porucha zařízení, je v CANopen Safety obecně indikována tím, že řídicí jednotka reaguje na absenci komunikace. Zároveň enkodér dodává dodatečné měřené hodnoty bez dodatečné ochrany přes „šedý“ kanál ve standardním protokolu.
U obou variant, jak je požadováno u bezpečnostních měřicích systémů, je zajištění hnací hřídele provedeno spojením pero-drážka a pro hřídele s dutými a slepými otvory je dokonce k dispozici momentová podpěra z pružinové oceli vyhovující SIL. Enkodéry jsou k dispozici pro aplikace v souladu s SIL2/PLd nebo SIL3/PLe.
Enkodéry do výbušných ATEX prostředí
Pro oblasti průmyslu s výbušným prostředím společnost TR-Electronic vyvinula a nechala certifikovat řadu rotačních snímačů pro použití v zóně 1 (výbušné plyny) a zóně 21 (výbušný prach). Zařízení s ochranou proti výbuchu mají certifikát IECEx v souladu s mezinárodními standardy, takže výrobci strojů a systémů v Evropě mohou vyvážet své produkty i na trhy mimo EU. Nejjednoduššími měřicími systémy jsou inkrementální snímače, u kterých lze v závislosti na verzi dodatečně nastavit rozlišení pomocí programovacích řádků. Existují také absolutní rotační enkodéry s různými rozhraními až po bezpečnostní otočné enkodéry, které kombinují ochranu proti výbuchu s bezpečným určováním polohy s certifikací SIL3 / PLe.
Závěr
TR-Elecronic GmbH bude vystavovatelem na Mezinárodním strojírenském veletrhu, který je nejvýznamnějším průmyslovým veletrhem ve střední Evropě. Zastoupeny jsou všechny klíčové oblasti strojírenského a elektrotechnického průmyslu. Hlavním tématem MSV 2024 je Průmysl 4.0 a digitální továrna. Mezi další zvýrazněná témata patří cirkulární ekonomika. Součástí veletrhu je špičkový doprovodný program složený z odborných konferencí, seminářů a workshopů na aktuální technická, obchodní a ekonomická témata. Veletrh probíhá na Výstavišti Brno od 8.10. do 11.10.2024. https://www.bvv.cz/msv
Odkazy:
- Webové stránky výrobce o svých produktech: https://www.tr-electronic.com/products
