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Turck10415Fachartikel

SPS IPC Drives Halle 7, Stand 351

Bewährte Technik hat Vor- und Nachteile: Sie ist vielfach etabliert und ausgereift, irgendwann aber auch nicht mehr weiterzuentwickeln. Soll mehr Performance her, bleibt nur noch eine konsequente Neuentwicklung mit modernsten Technologien, die das Investment der Kunden für die nächste Dekade schützen. Diese Anforderungen erfüllt Turck mit seiner neuen Interface-Serie IMX: mit kompakteren Gehäusemaßen, genaueren und schnelleren Geräten, SIL2-Zertifizierung und etlichen internationalen Ex-Zulassungen für weltweiten Einsatz.


Drei Kriterien beschäftigen zunehmend Hersteller und Kunden bei der Entwicklung der Interfacetechnik: Die Sicherheit insbesondere in Bezug auf Ex-Trennung und funktionale Sicherheit (SIL), der Platzbedarf auf der Hutschiene sowie die Performance und vor allem die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Geräte. Auch wenn bestehende Interfacegeräte die genannten Anforderungen bis zu einem gewissen Grad erfüllen, sind deren Weiterentwicklungsmöglichkeiten in der Regel begrenzt.

Der Automatisierer ist seit langem mit einer Vielzahl unterschiedlicher Interfacegeräte im Markt vertreten, die auch kontinuierlich an aktuelle Entwicklungen angepasst wurden. Aber erst mit einer völlig neu entwickelten Elektronikplattform kann der Hersteller zukunftsgerichtete Technik auf Basis modernster Technologien anbieten, die die Investitionen der Kunden auch über die nächste Dekade zu schützen vermag. Turck hat daher viel Zeit und Geld in die Entwicklung einer vollständig neue Interfacetechnikgeneration investiert. Nach intensiven Tests und umfangreichen Zulassungen hat der Mülheimer Automatisierungsspezialist jetzt die ersten Geräte der neuen Interface-Plattform IMX auf den Markt gebracht. Sie setzt nicht nur in den genannten Dauerthemen Sicherheit, Platzbedarf und Performance neue Maßstäbe, sondern öffnet auch neue Märkte, beispielsweise dank ihrer 10…30-VDC-Fähigkeit in mobilen Anwendungen.

Funktionale Sicherheit und Ex-Trennung


Turck20415Das Thema funktionale Sicherheit hat in den vergangenen Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Anfangs wurden Sicherheits-Integritätslevel (SIL) noch mit Qualität gleichgesetzt. Doch nach und nach entwickelte sich bei den Anlagenbetreibern ein tieferes Verständnis für Sicherheit in der Applikation. Die Hersteller mussten sich dieser Herausforderung stellen. Das Unternehmen richtete seinen Entwicklungsprozess für die neue IMX-Reihe komplett nach den Anforderungen der IEC 61508 aus. Anerkannte unabhängige Stellen zertifizieren diesen Prozess. Die umfangreichen Handbücher und Inbetriebnahme-Hilfen unterstützen die Anwender beim Betrieben der Geräte in funktional sicheren Kreisen.

Auch Ex-Zulassungen können eine Herausforderung sein, insbesondere wenn dasselbe Gerät in unterschiedlichen Ländern eingesetzt werden soll. Leider ist die Ex-Zulassungswelt nicht überall so einheitlich harmonisiert in Europa, wo die Atex-Richtlinie länderübergreifend gilt. Andere Kontinente, andere Normen. Die Herausforderung aller Gerätehersteller liegt darin, die unterschiedlichen Anforderungen aller relevanten Ex-Zulassungen unter einen Hut – oder besser – in ein Gerät zu bekommen. Bei der IMX-Serie ist es gelungen: Die Geräte sind durchgängig für Europa, Nordamerika, Südamerika, China und Asien zugelassen und verfügen über die Zertifikate UL, FM, ATEX, Nepsi, Kosha, Imetro und IEC-Ex. Auch die Schiffszulassung wird in naher Zukunft perfekt sein.

Minimaler Platzbedarf und maximale Genauigkeit


Während vor gut 20 Jahren die MK-Baureihe noch auf knapp 3 cm ein Temperatursignal verarbeiten musste, reichen der derzeit aktuellen IM-Reihe dazu schon 18 mm. Die neue IMX-Reihe kommt nun mit 6,25 mm pro Temperatursignal aus. Durch die geringe Gehäusebreite von 12,5 mm und bis zu vier Anschlussbänke pro Seite erreichen die Geräte eine am Markt unübertroffene Kanaldichte. Bei den Trennschaltverstärkern mit Relaisausgang und beim Temperaturmessverstärker (2-kanalige 4-Leiter-Widerstandstemperatursensoren) wird der Platzbedarf auf der Hutschiene gegenüber der IM-Reihe sogar um mehr als die Hälfte reduziert. Aufgrund der vier abziehbaren Anschlussbänke müssen nun auch beim Austausch von dreiadrigen Sensoren nur die Klemmen gezogen werden, die auch wirklich betroffen sind.

Trotz geringerer Baubreite ist es gelungen, die Performance der neuen Baureihe noch zu steigern – in Sachen Genauigkeit ebenso wie in punkto Geschwindigkeit. Das zeigt sich besonders am EX-Analogsignaltrenner IMX12-AI. Mit seinem überarbeiteten Elektronikdesign ist er erheblich unempfindlicher gegenüber äußeren Einflüssen wie etwa Temperatur- oder Spannungsschwankungen. Damit wird der Einfluss des Interfacegeräts auf die Gesamtperformance eines kompletten Messkreises deutlich reduziert. Das Gerät arbeitet viel genauer und trägt so auch den gestiegenen Genauigkeitsanforderungen der Feldgeräte Rechnung.

Wichtig ist bei der Betrachtung der Genauigkeit aber nicht nur die Angabe des Linearitätsfehlers der Geräte. Viele andere Fehler, die in den Datenblättern der Hersteller meist nur verklausuliert auftauchen, sollten dabei ebenfalls nicht außer Acht gelassen werden. Anhand der Datenblattangaben allein lassen sich die Geräte daher kaum vergleichen. Umgebungseinflüsse wie Temperatur, Versorgungsspannungsschwankungen oder Veränderungen der angeschlossenen Last können einen erheblichen Einfluss auf die Performance der Geräte nehmen. Die Entwickler spezifizieren diese Fehler und Praxisbedingungen und rechnen in dem Gesamtfehler Effekte wie etwa Wiederholbarkeit und Hysterese ein. Zusammen mit dem Temperaturkoeffizienten errechnet sich daraus die sogenannte Total Performance. Sie spiegelt nicht abstrakte Laborbedingungen sondern die Performance in der Praxis wider. Die Analogsignaltrenner und Temperaturmessverstärker der IMX-Reihe haben mit Blick auf die Genauigkeit nachweislich die beste Gesamtperformance aller 12,5-mm-Interfacegeräte.

15000 Hz Messfrequenz


Turck30415In Sachen Geschwindigkeit erreicht der EX-Trennschaltverstärker IMX12-DI der neuen Reihe ebenfalls Spitzenwerte. Eingangsfrequenzen, die bis dato speziellen Frequenzmessumformern vorbehalten waren, kann er platzsparend, günstig und zuverlässig übertragen. Er löst Messwerte mit bis zu 15.000 Hz optimal auf und ermöglicht damit präzise Messungen ohne den negativen Einfluss einer Signalwandlung. Dank der hohen Messfrequenz können analoge Messwerte mit hoher Auflösung und Genauigkeit übertragen werden. Der normale Temperaturkoeffizient, der bei analogen Messungen üblicherweise erheblichen Einfluss hat, entfällt. Aktuell schafft das kein anderer Trennschaltverstärker auf dem Markt.

Prozessindustrie, Skids und autarke Einheiten


Zentrale Zielbranche für die Interfacegeräte ist die Prozessindustrie, insbesondere Chemie, Pharma sowie die Öl- und Gasbranche. Durch ein besonderes Feature der IMX-Reihe will können auch bis dato nicht erreichte Applikationen davon profitieren: Die Geräte der Serie IMX12 lassen sich durchgängig in einem Spannungsbereich von 10 bis 30 VDC betreiben. Somit eröffnen sich neue Einsatzmöglichkeiten in Anwendungen, die aus Batterien, Sonnenkollektoren oder kleinen Windkraftanlagen versorgt werden. Mit dieser Möglichkeit zum Einsatz in kleineren mobilen und autarken Installationen sind die IMX-Geräte insbesondere für Hersteller von kleineren bis mittleren Anlagen interessant. Auch dank der weltweiten Zulassungen können beispielsweise Hersteller von Zentrifugen, Dekantern oder Biomassekraftwerken die neuen Interfacegeräte in Anlagen zum weltweiten Export einsetzen.

Neben Geräten für die Standardsignale Digital-Ein-/Ausgang und Analog-Ein-/Ausgang wird die Produktfamilie IMX12 mit Temperaturmess-Verstärkern, Potenziometer-Verstärkern und Drehzahl-Messumformern in verschiedenen Ausführungen komplettiert werden. Im weiteren Verlauf wird die IMX-Reihe zu einer kompletten Interfacegeräteserie ausgebaut, die alle Anforderungen der Zielmärkte auch in den kommenden Jahren erfüllt.

Der Autor Klaus Ebinger ist Produktmanager Interfacetechnik bei Turck.
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