Szeroka gama wariantów mechanicznych enkoderów firmy POSITAL została wzbogacona o nową opcję – obudowę enkodera o długości zaledwie 27 mm! Opisywana wersja mechaniki dostępna jest dla enkoderów absolutnych (jednoobrotowych) oraz dla enkoderów inkrementalnych. Dla tych enkoderów POSITAL oferuje do wyboru wiele różnych interfejsów komunikacyjnych oraz różne długości przewodu. Te wytrzymałe, niezawodne i bardzo dokładne czujniki z pewnością zmieszczą się w najbardziej ograniczonej przestrzeni montażowej!
Kompaktowa obudowa enkodera o długości zaledwie 27 mm
Stopień ochrony IP65
Rozdzielczość (enkoder absolutny, jednoobrotowy): do 16 bitów
Rozdzielczość (enkoder inkrementalny): do 16384 impulsów / obrót
Interfejsy (enkoder absolutny): analogowe (napięciowe lub prądowe), SSI, CANopen
Interfejsy (enkoder inkrementalny): HTL (Push-Pull) lub TTL (Nadajnik Linii / RS422)
Dla zapewnienia bezpieczeństwa w systemach sterowania ruchu ważną informacją jest aktualne położenie kąta nachylenie w poziomie lub wychylenia w pionie. Prostym urządzeniem, które w łatwy sposób, a do tego w sposób sprawny monitoruje obiekty w przestrzeni jest inklinometr firmy Posital Fraba. Nie wymagają one stosowania połączeń mechanicznych z elementami zewnętrznymi co jest dużym ułatwieniem dla inżynierów tworzących taki system. Inklinometry Posital Fraba umożliwiają pomiar z dokładnością 0,1o w poziomie oraz rozdzielność 0,01o.
Wyróżnia się dwa rodzaje inklinometrów w zależności od stopnia zakresu pomiarowego – inklinometry jednoosiowe oraz dwuosiowe. Inklinometry jednoosiowe mierzą przechył w przedziale od 0 do 360o. Rozwiązanie to daje możliwość wyboru odpowiedniego zakresu do wybranej aplikacji, w zależności od oczekiwanej dokładności pomiarów.
Drugi typ inklinometrów ze względu na zakres pomiarowy to inklinometry dwuosiowe. Ich możliwość to pomiar w przedziale do 80° w obu osiach. Jednoczesny pomiar wokół dwóch osi sprawdza się przy poziomowaniu platform.
Zasada działania inklinometrów
Inklinometr jednoosiowy
Inklinometr dwuosiowy
Technologia inklinometrów
Inklinometry Posital Fraba z serii TILTIX wykonane są w oparciu o dwie technologie – technologie MEMS oraz z płynem elektrolitycznym.
Czujniki oparte o technologię MEMS posiadają „mikro masę”, która zawieszona jest na elastycznej strukturze. Każdy ruch czujnika powoduje zmianę położenia masy, co skutkuje zmianą pojemności pomiędzy masą a strukturą. Na tej podstawie obliczane jest nachylenie. MEMS umożliwia pomiar wokół jednej osi (0…360o) oraz wokół dwóch osi (±80o). Czujniki te charakteryzują się odpornością na wstrząsy i wibracje.
A – „mikro masa”, B – elastyczna struktura
Płyn elektrolityczny
Komora pomiarowa czujnika wypełniona jest częściowo płynem elektrolitycznym. Ścianki komory umieszczone są dodatkowo elektrody. Podczas zmiany nachylenia zmienia się poziom płynu, co skutkuje zmianą pojemności między parą elektrod w komorze. Pomiar pojemności pozwala na obliczenie kąta nachylenia. Technologia z płynem elektrolitycznym umożliwia pomiar w dwóch osiach (±30o) z wręcz z ekstremalną dokładnością. Czujniki te charakteryzują się precyzją oraz stabilnością.
Możliwy jest wybór interfejsu z siedmiu dostępnych, zgodnie z konkretną aplikacją. Dostępne są interfejsy najczęściej wykorzystywane w automatyce dzięki czemu nie ma problemu połączenia inklinometru ze sterownikami PLC. Dostępne opcje interfejsów komunikacyjnych to CANopen, DeviceNet, J1939, Modbus, RS232, SSI i analogowe (prądowe oraz napięciowe).
Dzięki monitorowaniu kątów pochylenia bądź wychylenia w każdej chwili, inklinometry znacząco poprawiają bezpieczeństwo pracy poruszających się maszyn. Prostsza instalacja w porównaniu z enkoderem obrotowym powoduje, że znalazły one bardzo dobre zastosowanie jako np. sterowniki naprowadzające obiekty w kierunku słońca. Inne obszary, gdzie inklinometry znalazły zastosowanie to między innymi systemy medyczne (w urządzeniach do rezonansu magnetycznego i tomografii komputerowej), maszyny ruchome (pompy betonu, dźwigi), magazyny, ropa naftowa i gaz, a także energia odnawialna (w turbinach wiatrowych, systemach fotowoltaicznych, systemach parabolicznych paneli słonecznych).
Posital Fraba, producent czujników pozycjonujących, wprowadził na rynek nowe urządzenie, dzięki któremu pomiar nachylenia elementu będzie jeszcze bardziej precyzyjny. Nowym urządzeniem w portfolio jest inklinometr z dynamiczną kompensacją przyspieszeń. Jest to urządzenie z serii TILTIX charakteryzujące się początkiem nazwy modelu „AKS-…”. Opisywany czujnik jest połączeniem akcelerometru oraz żyroskopu (oba czujniki w technologii MEMS). Dzięki temu czujnik potrafi kompensować wpływ zewnętrznych przyspieszeń na pomiar nachylenia, co przekłada się na zwiększoną dokładność zwłaszcza podczas pomiarach dynamicznych.
Dlaczego połączenie akcelerometru oraz żyroskopu?
Dotychczas standardowymi i jedynymi inklinometrami będącymi w portfolio firmy Posital Fraba były pochyłomierze oparte o akcelerometr MEMS lub sensory z płynem elektrolitycznym. Pierwsze z nich (o oznaczeniu ACS-… lub ADS-…) umożliwiają pomiar w zakresie ±80° wokół dwóch osi lub 0…360° wokół jednej osi. Drugie natomiast (o oznaczeniu AGS-…) mierzą w zakresie ±30°wokół dwóch osi.
Chcąc się rozwijać oraz spełniać coraz to wyższe standardy nastała potrzeba na nowy produkt. Sam akcelerometr MEMS bada wpływ grawitacji na mikro-masę zawieszoną na sprężystej mikro-konstrukcji nośnej. Niestety podczas występowania zewnętrznych przyspieszeń występują błędy w pomiarze wychyleń, uniemożliwiając pomiar. Z takimi przyspieszeniami mamy styczność między innymi podczas szybkich ruchów urządzenia, do którego przymocowany jest inklinometr.
Wersja 2-osiowa AKS-090-2-…
Wersja 1-osiowa AKS-360-1-…
Wersja Pitch & Roll (montowana wertykalnie) AKS-180-F-…
Wersja Pitch & Roll (montowana horyzontalnie) AKS-180-E-…
Eliminacja błędów pomiarowych
Połączenie akcelerometru MEMS oraz elektromechanicznego żyroskopu powoduje wyeliminowanie problemu błędów pomiarowych! Kompensacja zewnętrznych przyspieszeń umożliwia uzyskanie jeszcze dokładniejszych pomiarów przechyleń między innymi w takich aplikacjach jak maszyny budowlane, maszyny górnicze, maszyny rolnicze, żurawie.
Główne zastosowanie tego typu czujniki mają w aplikacjach, gdzie występują problemy z nagłymi, szybkimi ruchami, wstrząsami bądź drganiami. Inklinometry mają zdolność pomiaru nawet ±180o w dwóch osiach jednocześnie (czujnik typu Pitch&Roll). Obecnie czujniki wyposażone są w interfejs CANopen, jednakże w najbliższym czasie będą one dostępne również z interfejsami: SAE J-1939, Modbus oraz z wyjściami analogowymi.
Pomiar przechyleń na ruchomej koparce
Parametry
Inklinometry wyposażone w żyroskop zapewniają rozdzielczość na poziomie 0,01o i dokładność do 0,3o (przy pomiarach statycznych) lub do 0,5o (przy pomiarach dynamicznych). Dostępne są czujniki z zakresem ±90° wokół dwóch osi, ±180° w modelu typu Pitch&Roll oraz 0…360° wokół jednej osi (inklinometr jednoosiowy). Temperatura pracy inklinometru mieści się w granicach -40…+85 °C i jest odporny na wstrząsy rzędu 100g. Czujniki charakteryzują interfejsy sieciowe: CANopen lub SAE J-1939.
Podsumowanie
Niewątpliwie do zalet tego typu inklinometrów zalicza się kompensację zewnętrzną przyspieszeń, a także precyzyjny pomiar również podczas dynamicznych ruchów konstrukcji. Inklinometry wyróżnia kompaktowa obudowa ze stopniem ochrony IP69K, przez co nie wymaga dodatkowej osłony nawet w ciężkich warunkach pracy.
Aplikacje sterowania ruchem – od automatyzacji w fabrykach do maszyn mobilnych – wymagają dokładności, informacji na temat pozycji podzespołów mechanicznych w czasie rzeczywistym. Linia obrotowych enkoderów IXARC zapewnia precyzyjny pomiar pozycji kątowej takich elementów jak przeguby, wały napędowe, koła pasowe, itp. Dostępny szeroki zakres interfejsów komunikacyjnych, od prostych wyjść inkrementalnych lub sygnałów analogowych do zaawansowanych interfejsów sieciowych Fieldbus lub Ethernet przemysłowy.
Przeznaczone do dynamicznych pomiarów wychyleń przy działaniu przyspieszenia innego niż grawitacyjne. Pomiar bazuje na technologii 3D MEMS – połączenia akcelerometru i żyroskopu. Inteligentny algorytm łączy i przetwarza sygnał z obu czujników, by w efekcie wyeliminować efekt błędu wynikającego z przyśpieszenia, wibracji i wstrząsów.
Dokładność : Dynamiczna 0,5°, Statyczna 0,3° i rozdzielczości 0,01°
Zakres pomiaru ±90° wokół dwóch osi lub 360° wokół jednej osi
Rys. 2. Inklinometry dynamiczne TILTIX firmy Posital Fraba.
Dokładny pomiar nachylenia jest bardzo istotny dla sterowania elementami maszyn oraz systemów bezpieczeństwa. Opierając się na technologii MEMS i grawitacji stworzone czujniki nie posiadają zewnętrznych elementów ruchomych, co w rezultacie pozwala na prosty montaż a zarazem wysoki stopień ochrony IP.
Wysoka dokładność 0,1° i rozdzielczości 0,01°
Zakres pomiaru ±90° wokół dwóch osi lub 360° wokół jednej osi
Rys. 3. Inklinometry statyczne TILTIX firmy Posital Fraba.
Przemysłowe enkodery linkowe LINARIX
W wielu maszynach pojawia się problem pomiaru pozycji liniowej, co ma znaczenie dla sterowania i bezpieczeństwa. Dostępne są mechanizmy linkowe o zakresie pomiarowym od 1 do nawet 50 m. Czujniki linkowe LINARIX dostępne są w różnych wariantach wykonania, co ułatwia dobór właściwego do aplikacji rozwiązania. Enkodery linkowe wyróżnia również szeroki zakres sygnałów wyjściowych, wykonania dla przemysłu ciężkiego, ale również kompaktowe wymiary.
Szeroki zakres pomiarowy (od 1 do 50 m) zależy od modelu mechanizmu
Dostępne są Linkowe enkodery inkrementalne oraz linkowe enkodery absolutne
Rys. 4. Enkodery linkowe LINARIX firmy Posital Fraba.
➨ Duża Precyzja
Enkodery obrotowe IXARC, zarówno magnetyczne jak i optyczne, zapewniają rozdzielczość do 16 bit. Inklinometry TILTIX oferują dokładność na poziomie do 0,1° w szerokim zakresie temperatury pracy.
Enkodery z rozdzielczością 16 bit
Inklinometry z dokładnością 0,1 ° i rozdzielczością 0,01°
➨ Funkcja Bezpieczeństwa
Wybrane enkodery oferują zwiększony poziom bezpieczeństwa dla personelu ale również minimalizują szansę na awarię maszyny. Enkodery IXARC są certyfikowane SIL 2 i Performance Level d (PL d). Posital Fraba oferuje również enkodery osiągające poziom bezpieczeństwa PL d, Kat. 3. Enkodery tego typu łączą w sobie dwie technologie pomiaru pozycji kątowej: optyczną i magnetyczną.
Certyfikaty bezpieczeństwa (SIL 2, PL d)
Szeroki zakres interfejsów komunikacyjnych
➨ Czujniki do zadań specjalnych
Zarówno enkodery jak i inklinometry dostępne są z klasą odporności IP69K, co pozwala na ich pracę w przemyśle ciężkim. Mogą być również wykonane ze stali nierdzewnej, co stanowi dodatkową zaletę rozwiązania. Wybrane enkodery wytrzymają obciążenia do 300 N oraz zapewniają odporność na wstrząs nawet do 300g. Większość czujników może pracować w szerokim zakresie temperatur: -40…+85°C
Wysoki stopień ochrony – do IP69K
Odporne na obciążenie 300 N i wstrząsy do 300g
Praca w zakresach temperatur między -40°C … +85°C
Enkodery i Inklinometry w wykonaniu przeciwwybuchowym
Czujniki Posital Fraba w wykonaniu ATEX zostały opracowane z myślą o ich zastosowaniu w strefach zagrożenia wybuchem. Enkodery IXARC w wykonaniu przeciwwybuchowym uzyskały certyfikat zgodny z dyrektywami IECEx i ATEX, co umożliwia ich montaż w strefie 1 i 21 (dotyczy górnictwa oraz przemysłu).
Certyfikat zgodności z dyrektywami IECEx i ATEX dla różnych aplikacji i stref
Szeroki zakres interfejsów komunikacyjnych
Rys. 5. Wybrane aplikacje dla czujników Posital Fraba (cz. 1).
Rys. 6. Wybrane aplikacje dla czujników Posital Fraba (cz. 2).
➨ Żurawie Mobilne
Pomiar pozycji jest niezbędny w żurawiach, ale i innych maszynach budowlanych, by zapewnić bezpieczeństwo, niezawodne działanie i odpowiednią wydajność. Dźwigi samojezdne, wozy strażackie, mobilne pompy betonu, podnośniki koszowe muszą zapewniać pracę na dużej wysokości, często omijając przeszkody po drodze. Enkodery obrotowe IXARC mogą być montowane bezpośrednio na wałach obrotowych i w ten sposób dostarczać niezbędnych informacji, aby zapewnić odpowiedni ruch elementu. Inklinometry TILTIX, zarówno jedno- jak i dwu-osiowe, mogą monitorować poziomowanie podnośnika, kosza, itp.
IP69K, wysoka odporność na ciśnienie i temperaturę
Dokładny pomiar niezależnie od dużych przeciążeń i wstrząsów
Komunikacja dzięki wykorzystaniu: sygnałów analogowych, interfejsu CANopen czy też J1939
Rys. 7. Kontrola pozycji wybranych elementów żurawia.
➨ Koparki
Aby zwiększyć wydajność pracy i bezpieczeństwo w koparkach montuje się inklinometry. Czujniki te umożliwiają pomiar pozycji w trakcie pracy na takich elementach jak wysięgniki, ramiona łyżki, platformie obrotowej, itd. Czujnik przeznaczony jest do ciężkiej pracy dzięki klasy wysokiemu stopniu ochrony IP69K. Technologia pomiaru zapewnia precyzyjne pomiary przy ciężkich warunkach pracy – wstrząsy, wibracje, zmiany temperaturowe, …
Inklinometry z kompensacją dynamiczną
Protokoły CANopen, J1939 i wyjścia analogowe
IP69K, -40°C – 85°C
Rys. 8. Kontrola pozycji wybranych elementów koparki.
Inklinometry
Posital Fraba oferuje inklinometry z kompensacją dynamiczną, co pozwala na stabilny i dokładny pomiar wychyleń mimo ciężkich warunków pracy (przyspieszenia, wstrząsy, wibracje). Rysunek 10 prezentuje porównanie odczytu pomiarów inklinometru z kompensacją dynamiczną i odczytu pomiarów standardowego czujnika przy działaniu zewnętrznych przyspieszeń, wstrząsów i wibracji.
Rys. 9. Kontrola pozycji wybranych elementów koparki.
Więcej informacji na temat opisanych produktów można uzyskać odwiedzając stronę producenta www.posital.pl lub kontaktując się z naszym biurem – biuro@apautomatyka.pl.
Inklinometry z kompensacją przyspieszenia:
https://apautomatyka.pl/wp-content/uploads/2020/04/baza-wiedzy-iko-36.png335892w.pastusiakhttps://apautomatyka.pl/wp-content/uploads/2020/03/apautomatyka.pl_.pngw.pastusiak2020-04-14 17:11:392022-06-27 14:03:54Enkodery i inklinometry do maszyn mobilnych
Rys. 1. Enkodery obrotowe IXARC firmy Posital Fraba.
Rys. 2. Inklinometry dynamiczne TILTIX firmy Posital Fraba.
Rys. 3. Inklinometry statyczne TILTIX firmy Posital Fraba.
Rys. 4. Enkodery linkowe LINARIX firmy Posital Fraba.
Rys. 5. Wybrane aplikacje dla czujników Posital Fraba (cz. 1).
Rys. 6. Wybrane aplikacje dla czujników Posital Fraba (cz. 2).
Rys. 7. Kontrola pozycji wybranych elementów żurawia.
Rys. 8. Kontrola pozycji wybranych elementów koparki.
