Fluidsensorik mit IO-Link

Generation Plus

Eine große Herausforderung in der Entwicklung von Lösungen für Industrie 4.0 und IIoT ist es, schon heute zu wissen, wie künftige Produkte aussehen müssen, um den spezifischen Anwenderanforderungen langfristig gerecht zu werden. Vor diesem Hintergrund stellt sich auch in der Fluidsensorik die zentrale Frage nach der Beschaffenheit künftiger Lösungen.
 Die plattformübergreifend einheitliche Bedienoberfläche der Baureihe Fluid+ bietet Eingabekomfort und  Sichtbarkeit aus jeder Position.
Die plattformübergreifend einheitliche Bedienoberfläche der Baureihe Fluid+ bietet Eingabekomfort und Sichtbarkeit aus jeder Position.Bild: Hans Turck GmbH & Co. KG

Präzise Druck-, Strömungs- und Temperaturmessung sowie kontinuierliche Füllstandmessung und Grenzwerterfassung erfordern eine breite Palette an maßgeschneiderten Lösungen, was oft immer komplexere Fluidsensorik-Portfolios nach sich zieht. Logistische Prozesse werden unübersichtlich, die Lagerhaltung aufwendig und es kommt zu verlängerten Lieferzeiten. Gleichzeitig stellen immer kürzere Entwicklungszyklen die Entwicklung vor zusätzliche Herausforderungen: Schnelligkeit, Flexibilität, Skalierbarkeit und Effizienz werden mehr denn je zu entscheidenden Erfolgsfaktoren. Genau da setzt Turcks modulare Baureihe Fluid+ an.

 Die Inbetriebnahme wird durch flexible Montagemöglichkeiten vereinfacht, da der Sensorkopf um 340° frei drehbar und das Display selbst für einen Überkopfeinbau umkehrbar ist.
Die Inbetriebnahme wird durch flexible Montagemöglichkeiten vereinfacht, da der Sensorkopf um 340° frei drehbar und das Display selbst für einen Überkopfeinbau umkehrbar ist.Bild: Hans Turck GmbH & Co. KG

Konsolidierung durch Plattformstrategie

Die Architektur der Sensoren teilt die komplexe Produktfamilie in ihre einzelnen Elemente auf, die spezifischen Modulen zugeordnet sind. Die Interaktion der einzelnen Module wird auf standardisierte Schnittstellen begrenzt, sodass die Module unabhängig voneinander entwickelt werden können. Die Plattform basiert auf der Strategie, dass für den Anwender familienweit das gleich ist und gleich aussieht, was gleich sein muss. So haben alle Sensoren das gleiche Aussehen und eine ebenso vertraute Handhabung, unabhängig von der Applikation. Charakteristisches Merkmal der kompakten Sensoren ist ihr Sensorkopf, der sich aus einem Edelstahlgehäuse und einer einteiligen, transluzenten Frontkappe zusammensetzt. Durch die so reduzierten Dichtflächen gelangen weder Feuchtigkeit noch Staub ins Innere der Geräte, denn die Sensoren haben keine mechanischen Bedienelemente mehr, die abgedichtet werden müssten. Zusätzlich gewährleisten UV- und Salzsprühnebel-beständige Werkstoffe maximalen Schutz im Außenbereich. Wie auf dem Smartphone, navigieren Anwender über abnutzungsfreie, kapazitive Touchpads. Anlagen können somit weitaus einfacher erweitert und gewartet werden, da Mitarbeiter nur noch auf ein einziges Bedienkonzept geschult werden müssen. Bei den Strömungs- und Temperatursensoren FS+ und TS+ erlaubt eine einheitliche Überwurfmutter die Anpassung an die jeweilige Anwendung über verschiedene Prozessanschlüsse.

 Der Füllstandsensor LRS sorgt dank Radarüberwachung für einen korrekten Füllstand in einem Tauchlackierbecken.
Der Füllstandsensor LRS sorgt dank Radarüberwachung für einen korrekten Füllstand in einem Tauchlackierbecken.Bild: Hans Turck GmbH & Co. KG

Vereinfachte Integration und Inbetriebnahme

Wichtige Anforderungen bei der Entwicklung der Sensoren waren ein reibungsloser Einbau und eine vereinfachte Inbetriebnahme und Bedienung. Der Anwender sollte sich schnell in der Menüstruktur zurechtfinden. Entsprechend bieten sie neben einem durchgängigen Bedienkonzept besonders flexible Montagemöglichkeiten, da der Sensorkopf um 340° frei drehbar und das Display für einen Überkopfeinbau umkehrbar ist. Die Sensoren erkennen automatisch, ob die Steuerung bzw. das Feldbusmodul eingangsseitig PNP- oder NPN-Signale erwarten. Werden analoge Ausgangssignale ausgewertet, gilt gleiches für Strom oder Spannung. Das Display der Sensoren ist laut Hersteller im Vergleich zu anderen Geräten größer und heller, was bei entsprechender Montage eine problemlose Sichtbarkeit aus jeder Position ermöglichen soll. Die berührungsempfindlichen Tastenfelder der Bedieneinheit mit Smartphone-Haptik sind auch mit verschiedenen Handschuhtypen bedienbar. Dabei verhindert ein Sperrmechanismus mögliche Fehlbedienungen.

Kommunikationskonzept für Industrie 4.0

Durchgängigkeit und Transparenz bei Erfassung, Übertragung und Aufbereitung von Sensordaten bilden zentrale Anforderungen von Industrie 4.0. Daher unterstützen die Geräte der Baureihe offene Standards wie IO-Link 1.1, über den sie bidirektional mit der Steuerung kommunizieren. Die IO-Link-Schnittstelle stellt dem Anwender neben Prozesswerten zahlreiche Condition-Monitoring-Daten für smarte IIoT-Anwendungen zur Verfügung. Dabei übertragen die Sensoren nicht nur digitale Prozesswerte, sondern empfangen auch Parameter wie zum Beispiel Schaltpunkte. Zur Vermeidung von Maschinenausfällen lassen sich Diagnosedaten via IO-Link auslesen und auswerten. So können Anwender Unregelmäßigkeiten erkennen und mögliche Schäden frühzeitig abwenden. Die Geräte bieten unterschiedliche IO-Link-Prozessdatenprofile, die eine flexible Einbindung des Sensors in bestehende Systemlandschaften durch einen 1:1-Austausch vorhandener Geräte erlauben – auch von Fremdherstellern. Auf diese Weise entfallen aufwendige Anpassungen der Steuerungsumgebung.

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