Wirtschaftliche Ethernet-Drehgeber für enge Einbauräume
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Bei der Entwicklung der neuen Ethernet-Drehgeber „EAL580“ von Baumer stand neben dem äußerst kompakten und wirtschaftlichen Aufbau der Einsatz modernster Kommunikationstechnologien im Fokus. Zusätzlich gewährleistet die vielfach im Feld bewährte „Optoturn“-Technologie für die rein optische Single- und Multiturn-Positionserfassung höchste Genauigkeit und maximale Magnetfeldresistenz. Grundstein des wirtschaftlichen Designs der Baureihe ist die besonders kompakte Integration der kompletten Schnittstellenlogik mit der Single- und Multiturnabtastung.
Hierbei kommt für die verschiedenen Ethernet-Schnittstellen eine praktisch identische Elektronik zum Einsatz. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass eine hohe Zahl von Gleichteilen verwendet wird, sondern es ermöglicht auch eine Testtiefe, die mit Individuallösungen nicht realisierbar wäre. Für den Anwender führt dies zu einem konsequenten Kostenvorteil kombiniert mit einem Maximum an Prozesssicherheit.
Zusätzlich ist die EAL580-Familie bei Anschluss und Bedienung sehr flexibel. Dadurch lassen sich nur feinen Unterschiede der gängigen Schnittstellen passgenau realisieren. Zudem bleiben auch großzügige Freiräume für applikationsspezifische Adaptionen, um den Einsatz in Maschinen und Anlagen noch komfortabler zu gestalten. Mit diesem Aufbau sind die Drehgeber für die Zukunft gerüstet, da auf Jahre hinaus Markttrends wie neue Anschlusstechnologien problemlos berücksichtigt werden können.
Maximaler Freiraum für den Konstrukteur
Mit der kleinsten Einbautiefe in der Klasse der 58 mm-Ethernet-Drehgeber und seinem kompakten Aufbau ist der EAL580 besonders wirtschaftlich und bietet in der Anwendung den maximalen Freiraum für die Konstruktion – vor allem dort, wo es eng zugeht. Die platzsparende Konstruktion wird durch die nicht notwendigen Winkelstecker möglich. Enge und störungsanfällige Biegeradien gehören der Vergangenheit an, da durch den einzigartig radialen Steckerabgang auch die Anschlussverkabelung sehr schlank bleibt. Der EAL580 ist auch der einzige kompakte 58 mm-Ethernet-Drehgeber mit durchgehender Hohlwelle und wahlweise A- oder B-seitigem Klemmring. Dadurch lässt er sich optimal in einen Antriebsstrang integrieren und erspart umständliche Zusatzkonstruktionen.
Die neue Baureihe eignet sich für den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen in allen Bereichen der Automatisierungstechnik wie für Handling- und Montagesysteme oder in der Holz-, Kunststoff- und Metallverarbeitung. Vom extrem kurzen Aufbau profitieren auch Anwender im Bereich von Druck- oder Verpackungsmaschinen, wenn der Bearbeitungsbereich zwischen zwei verstellbaren Führungsschienen möglichst breit, aber die Maschine selbst möglichst schmal sein soll.
Eine Schnittstelle nach der anderen
Als erste Variante der neuen Serie wird der EAL580 mit Profinet Schnittstelle vorgestellt. Alle weiteren Ethernet-Schnittstellen im kompakten Design befinden sich bereits in der Umsetzung. Die Profinet-Variante des EAL580 kombiniert langjährig bewährte Profinet-Standards mit den technologischen Möglichkeiten der neuesten Kommunikations- und Drehgeberprofile und zeichnet sich durch eine große Auswahl an Kommunikationstelegrammen aus. Dadurch vereinfacht sich die Anlagenprojektierung und die Kommunikation findet genau über die Telegramme statt, die wirklich benötigt werden. Dies spart nicht nur in der Anlagen-Neuentwicklung Zeit, sondern auch beim Redesign von Maschinen.
Die Zuverlässigkeit der Maschinen und Anlagen lässt sich deutlich durch das von der Profinet Variante unterstützte Media Redundancy Protocol (MRP) erhöhen. Sollte in einem Profinet Netzwerk mit Ringtopologie eine Verbindungsleitung oder ein Switch ausfallen, kann im abgetrennten Netzwerkteil die Kommunikationsrichtung automatisch gedreht und somit weiter genutzt werden. Dadurch kann sich der EAL580 innerhalb kürzester Zeit fehlerfrei auf die neue Kommunikationssituation einstellen und das Risiko eines Gesamtausfalls der Maschine oder Anlage reduzieren.
Ein weiterer Vorteil der neuen Baureihe ist das „Simple Device Replacement“, welches im Servicefall einen zeitsparenden Austausch des Drehgebers ermöglicht. Hierfür wird das Link Layer Discovery Protocol (LLDP) zur Nachbarschaftserkennung genutzt. Damit kann ein defektes Gerät ohne jegliche Vorparametrierung durch ein baugleiches Gerät ersetzt werden. Durch Informationsaustausch unter den Nachbarn im Netzwerk ist der Einsatzort des Drehgebers eindeutig bekannt. Basierend darauf kann dann die Steuerung alle Einstellungen identisch zum Vorgänger vornehmen – ohne zusätzliche Werkzeuge oder gerätespezifische Fachkenntnisse. Die Kombination der eingesetzten Technologien leistet einen entscheidenden Beitrag für eine hohe Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit.
Optische Abtastung mit hoher Integrationsdichte
Die optische Abtastung der EAL580 Baureihe basiert auf einem optimierten monolithischen „Opto ASIC“ neuester Bauart mit hoher Integrationsdichte. Die hochpräzise Ausführung der Codescheibe sorgt für verlässliche Messergebnisse ohne Interpolationsfehler. Für die Endanwender bedeutet das maximale Prozesssicherheit und Regelgüte sowie optimierte MTTF-Werte dank einer reduzierten Anzahl an eingesetzten Komponenten. Die Kombination mit der neuesten Schnittstellentechnik ist allerdings nicht nur der optischen Abtastung vorbehalten, sie kommt im gesamten Spektrum der absoluten Drehgeber der Baumer Gruppe zum Einsatz. Hierzu gehört die neueste Generation von magnetischen Drehgebern, die trotz ihres robusten Aufbaus den optischen Systemen in punkto Genauigkeit nur wenig nachsteht.
In besonders rauen Umgebungen erreichen die weltweit bewährten „Heavy Duty“-Drehgeber aus dem Hause Baumer Hübner eine Schnittstellenvielfalt, die in diesem Segment einzigartig ist. Der Anwender profitiert hiervon gleich mehrfach: Neben Kostenvorteilen und maximaler Prozesssicherheit ergibt sich auch eine großzügige Skalierbarkeit – passend zur jeweiligen Anwendung. Während in einem besonders beanspruchten Anlagenteil beispielsweise ein Heavy Duty Drehgeber eingesetzt wird, ist eventuell an einer Achse mit weniger harschen Umweltbedingungen ein Industriegeber völlig ausreichend. Dies führt zu wertvoller Zeitersparnis in der Steuerungsprogrammierung, da trotz der eingesetzten Gerätevielfalt die Schnittstellentechnologie bei allen Geräten identisch ist.
Zukunftssicher für Industrie 4.0 und IIoT
Die von Sensoren bereitgestellten Informationen spielen in der Industrie 4.0 eine zentrale Rolle, wobei die Herausforderung der Sensorhersteller darin besteht, die Vielfalt der Sensoren und Schnittstellen effizient Industrie 4.0 fähig zu machen.
Die absoluten Drehgeber EAL580 mit Profinet unterstützen als erste Drehgeber am Markt den OPC UA Kommunikationsstandard. Diese plattformunabhängige und skalierbare Lösung besitzt eine offene, an zukünftige Anforderungen einfach anpassbare Architektur, welche einen sicheren, zuverlässigen und herstellerneutralen Datenaustausch zwischen verschiedensten Systemen gewährleistet. Durch die Auswertung von Geräte- und Diagnosedaten und deren Verknüpfung mit weiteren Informationen ergibt sich eine nahezu unbegrenzte Vielfalt an Anwendungsmöglichkeiten. Dadurch werden nicht nur Prozesse optimiert und die Auslegung von Anlagen verbessert, sondern auch eine zielgerichtete Planung von Serviceeinsätzen ermöglicht.
Damit bietet die neue Serie an absoluten Drehgebern eine kompakte und kommunikative Lösung im Zeichen der Industrie 4.0 und des industriellen Internet der Dinge.
Der Autor Markus Nagel ist Produktmanager, bei der Baumer IVO GmbH & Co. KG, Villingen-Schwenningen
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