Świat IIoT i Przemysłu 4.0 może funkcjonować tylko wtedy, gdy czujniki mogą się komunikować. Zasadniczo zintegrowana inteligencja oznacza, że urządzenia te mogą być używane bardzo elastycznie i przy uproszczonej obsłudze. Firma Pepperl+Fuchs wyposażyła swoje nowe czujniki ultradźwiękowe z serii UC18GS w interfejsy IrDA i IO-Link. Znormalizowane protokoły tych czujników umożliwiają wszechstronną wymianę danych i elastyczną konfigurację. W oparciu o sprawdzoną technologię ultradźwiękową urządzenia mogą wykonywać wiele różnych zadań, zarówno w inżynierii procesowej, jak i w automatyce przemysłowej.
Czujniki ultradźwiękowe emitują krótkie impulsy akustyczne i rejestrują powstałe echo. Następnie określają odległość od obiektu za pomocą pomiaru czasu pracy. Dźwięk rozchodzi się w kształcie stożkowym, pokrywając w ten sposób szeroką powierzchnię, a nie skupiając się na jednym punkcie. Oznacza to, że urządzenia mogą również niezawodnie wykrywać nieregularne lub ruchome powierzchnie. Kształt, kolor i materiał obiektu docelowego nie mają żadnego wpływu, podobnie jak powierzchnie odbijające, kurz, mgła lub para.
Czujniki ultradźwiękowe są samoistnie odporne na wilgoć, pryskającą wodę, brud i osady. Powierzchnia elementu emitującego dźwięk wibruje w sposób ciągły, dzięki czemu suche jak i mokre substancje nie mogą się gromadzić. Te właściwości oznaczają, że urządzenia mogą wykonywać wiele różnych zadań zarówno w zakresie wykrywania obiektów, jak i pomiaru poziomu z milimetrową dokładnością.
Nowa elastyczność w użyciu
Oprócz cech związanych z budową czujnika, seria produktów UC18GS oferuje również dodatkowe opcje, które otwierają nowe możliwości konfiguracji i komunikacji. Wiązkę dźwiękową czujnika można łatwo dostosować do wymagań danej aplikacji. W przeciwieństwie do konwencjonalnych czujników ultradźwiękowych nie dzieje się to kosztem długości zakresu pomiarowego. Urządzenia mają również wyjątkowo małą strefę martwą: 30 mm dla urządzeń o zasięgu 500 mm i 70 mm dla zasięgu 1000 mm.
Ten rozwój technologii ultradźwiękowej jest uzupełniany różnymi innowacjami w kwestii interfejsów, oprogramowania i komunikacji. Oprócz tradycyjnych przycisków bezpośrednio na urządzeniu, czujniki mogą być kompleksowo konfigurowane, parametryzowane i programowane za pomocą DTM/PACTware bez fizycznego kontaktu. W tym celu dostępne są IO-Link i interfejs podczerwieni (IrDA). Ten ostatni umożliwia dostęp do danych w trwającym procesie w celach analitycznych i konserwacyjnych.
Przykład aplikacji: błyskawiczna detekcja obiektu
Przemysłowe instalacje rozlewnicze wymagają obsługi dużych ilości cykli przy odpowiednio dużej przepustowości maszyny. Puste pojemniki są transportowane z dużą częstotliwością. Podawanie robota do napełniania jest aktywowane tylko wtedy, gdy butelki znajdują się w żądanej pozycji końcowej. Każdy pas butelek jest monitorowany przez czujniki. Na ogół kilka pasów znajduje się bezpośrednio obok siebie; w takim przypadku taka sama liczba czujników jest zainstalowana na małym obszarze.
W przeciwieństwie do czujników optycznych, na czujniki ultradźwiękowe nie mają wpływu kolory pojemników, powierzchnie odbijające, przezroczysty materiał czy nieregularne kontury. Niezawodnie i dokładnie wykrywają butelki w ich końcowych położeniach, pomimo dużej prędkości maszyny i stałych wibracji. Detekcja jest gwarantowana nawet w przypadku różnych konturów i odchyleniach położenia w zależności od rodzaju procesu, ponieważ wiązka dźwiękowa uderza w powierzchnię pojemnika na dużym obszarze.
Jeśli w ograniczonej przestrzeni znajduje się wiele urządzeń, automatyczna synchronizacja zapewnia, że czujniki koordynują ich sygnały dźwiękowe i nie zakłócają się nawzajem. Dzięki zintegrowanemu wejściu synchronizacyjnemu można połączyć ze sobą do dziesięciu czujników. Oddzielna parametryzacja nie jest konieczna. Konfiguracja poszczególnych urządzeń może być replikowana za pośrednictwem IO-Link.
Przykład aplikacji: pomiar poziomu bez zakłóceń
Poziom cieczy może wahać się nieregularnie podczas napełniania lub opróżniania pojemnika, a w przypadku granulatów mogą występować stożki i lejki. W obu przypadkach pomiar powierzchni wiązką dźwiękową umożliwia określenie prawidłowych średnich. Seria urządzeń UC18GS umożliwia blokowanie zakłóceń, takich obecność jak rozpórek czy drabin lub innych obiektów w polu pomiarowym w kontenerze za pomocą oprogramowania (PACTware). Średnicę wiązki dźwiękowej można dostosować do pożądanego zakresu docelowego i różnych kształtów pojemników. Pomiar zapewnia wiarygodne wyniki nawet w aplikacjach z „ukrytymi” źródłami zakłóceń.
Poziom w zbiorniku jest wykrywany niezależnie od materiału i jego właściwości optycznych. Dzięki stopniowi ochrony IP67 urządzenia gwarantują, że nawet bardzo trudne warunki w środowisku przemysłowym nie wpłyną na pomiar. Kompaktowa konstrukcja czujników UC18GS oznacza, że można je zainstalować nawet w małym otworze w pokrywie zbiornika.
