28.03.2018

Positionssensoren erfassen Daten für Industrie 4.0

Kennen Sie Ihre Maschine?

Bei der Zustandsüberwachung von Produktionsanlagen lassen sich z.B. Informationen für eine vorausschauende Wartung ableiten und somit ungeplante Stillstandszeiten vermeiden. Bei der Überwachung werden allerdings nicht nur die Daten der Maschine sondern auch Erfahrungen gesammelt, um eine Prozessoptimierung durchführen zu können. Helfen können dabei die Positionssensoren der R-Serie V sowie der neue TempoLink Sensorassistent.


Wurden zuvor z.B. in Zylindern lediglich Endlagenschalter zur Begrenzung der Kolbenbewegung eingesetzt, kann durch den Einbau eines magnetostriktiven Sensors in einen Zylinder jeder Hub des Kolbens erfasst werden. Diese durchgängige Erfassung der Hubbewegung ermöglicht neben einer Regelung der Bewegung auch eine Auswertung der Verfahrgeschwindigkeit des Kolbens. Dies verdeutlicht, dass auch Sensoren in vielen Bereichen den Weg für Industrie 4.0 bereiten, weil Werte erfasst und gemessen werden, die für den Betrieb der Anlage nutzbar sind. Zudem kann durch die Analyse der gesammelten Daten eine Optimierung angestoßen werden.

Positionssensor überwacht eigenen Zustand

Sensoren sollen dabei nicht nur die eigentliche Messgröße erfassen und ausgeben, wie z.B. Position oder Geschwindigkeit, sie sollen auch Informationen über den eigenen Zustand liefern und, wenn möglich, auch die Zustandsüberwachung einer Anwendung mit weiteren Daten unterstützen. Dies alles wurde bei der Entwicklung der Positionssensoren der R-Serie V berücksichtigt. Dabei waren zu Beginn der Entwicklung zwei Fragen zu klären: (a) Welche zusätzlichen Informationen soll ein linearer Positionssensor neben den Messgrößen Position und Geschwindigkeit liefern? Und (b) In welcher Weise sollen diese Informationen an einen Nutzer bzw. eine Steuerung ausgegeben werden? Zur Überwachung des eigenen Zustands liefern die Sensoren der R-Serie V eine Rückmeldung über die Güte des gemessenen Positionssignals. So kann überprüft werden, wenn durch Beschädigungen oder Umwelteinflüsse der Sensor, und somit auch die Positionsmessung, beeinflusst werden. Eine Beeinträchtigung des gemessenen Positionssignals kann zu einer fehlerhaften Messung und somit zu einer falschen Rückmeldung an die Steuerung führen. Weitere Informationen sind u.a. der gesamte zurückgelegte Weg und die Anzahl der gefahrenen Zyklen. Diese Daten können zur Analyse und Auswertung der bewegten Maschinenteile genutzt werden. Ähnlich wie bei einem Fahrzeug kann anhand der insgesamt gefahrenen Wegstrecke ein Wartungsintervall festgelegt werden. Über die Anzahl der verfahrenen Zyklen wird dabei ermittelt, ob viele kurze Wege oder wenige lange Wege gefahren wurden. Zudem werden die Betriebsstunden sowie die Temperatur innerhalb des Sensors erfasst und ausgegeben. Eine erhöhte Umgebungstemperatur kann z.B. die Lebensdauer einer Elektronik verkürzen. Somit kann z.B. auch die Temperatur im Rahmen einer Zustandsüberwachung als weiterer Wert berücksichtigt werden.

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Zusatzinformationen dank Sensorassistent

Zur Übertragung und Ausgabe der zusätzlichen Informationen wurde für die Sensoren der TempoLink Sensorassistent entwickelt. Dieser ermöglicht die Ausgabe von Zusatzinformationen zum Status des Sensors. Zudem unterstützt er den Anwender bei der Einrichtung des Sensors. So können mit dem Assistenten Parameter des Sensors wie Auflösung, Filtereinstellungen und Messrichtung angezeigt und angepasst werden. Dabei ist der Sensorassistent so konzipiert, dass er mit jedem Sensor der R-Serie V - unabhängig von der Sensorschnittstelle - kommunizieren kann, da er mit dem Sensor über die Spannungsversorgung verbunden ist. Auf diese Weise bleibt die Kommunikation zwischen Sensor und Steuerung unbeeinträchtigt. Während die Positionsdaten an die Steuerung übertragen werden, werden parallel die Statusinformationen des Sensors über den Assistenten ausgelesen. Zur Einstellung der Parameter und zur Darstellung der Statusinformationen wurde eine eigene Benutzeroberfläche entwickelt. Um die grafische Benutzeroberfläche des Assistenten auf einem mobilen Gerät wie Smartphone, Tablet oder Laptop darstellen zu können, ist dieser mit einem WLAN-Zugangspunkt ausgestattet. Der Benutzer verbindet sein Gerät via WLAN mit dem TempoLink Sensorassistenten und ruft die Benutzeroberfläche als Website auf. Somit muss der Assistent nicht in ein Firmennetzwerk integriert oder über eine App bedient werden. Die zusätzlichen Informationen, die über den Sensorassistenten ausgegeben werden, sollen zukünftig noch erweitert werden. Durch die Analyse der erfassten Daten kann der Anwender die Maschine so besser verstehen lernen und Verbesserungen im Prozess erkennen.

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MTS Sensor Technologie GmbH
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