Sensorik Smart verbinden – bis hin zum Sensor

Eaton hat ein vielseitiges Produktangebot an hochfunktionalen Sensoren. Zusätzliche Vorteile ergeben sich durch die einfache Einbindung der Sensoren und Aktoren in das Kommunikationssystem Smartwire-DT.

Anbieter zum Thema

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

SMC Deutschland GmbH

Eaton Electric GmbH

Das Eaton-Portfolio umfasst ein breites Spektrum an Sensoren für höchste Präzision und Anwendungen wie Werkzeug-, Spritzguss- und Verpackungsmaschinen sowie Fördertechniken. Neben mechanischen Positionsschaltern gehören verschiedene Typen an induktiven, optoelektronischen und kapazitiven Sensoren zum Angebot. Mit dem einfachen Anschluss an die neuen T-Connectoren lassen sich nun die Eaton-Sensoren sowie alle weiteren am Markt gängigen Sensoren mit M12-Schnittstelle in das Verbindungs- und Kommunikationssystem Smartwire-DT einbinden.

Näherungssensor mit großem Erfassungsbereich

Zu den jüngsten Neuheiten im Portfolio des Sensor-Herstellers Eaton zählt die Baureihe E59 Accu Prox, eine Serie analoger induktiver Hochleistungs-Näherungssensoren mit besonders großem Erfassungsbereich. Durch den Einsatz der innovativen iProx-Technologie bieten die Modelle einen erweiterten linearen Erfassungsbereich bis 25 mm – und dies ohne Einbußen bei der Genauigkeit. Damit wird eine drei- bis viermal größere Distanz als bei typischen zylinderförmigen induktiven Analogsensoren möglich.

Für anspruchsvolle Anwendungen

Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich die Näherungssensoren optimal für anspruchsvolle Anwendungen, bei denen eine präzise Positionserfassung und -messung erforderlich ist. Dies ist zum Beispiel in der Teilepositionierung oder beim Ausschluss von Werkstofffehlern und Unebenheiten im Ausgangsmaterial der Fall. Anwender können hier mit den neuen Sensoren Produktionsfehlern vorbeugen und dank der gesteigerten Ausgangsgenauigkeit der Anwendung ihre Produktivität steigern.

Ermöglichen die zuverlässige Erkennung

Eaton hat ebenso sein Angebot um die Hochleistungsspezialsensoren E75/76 mit Intelli-View-Technologie und einstellbarer Hintergrund-Ausblendung erweitert. Neue Produkte gibt es auch in der photoelektrischen Sensorfamilie E67 Long Range Perfect Prox. Perfect-Prox-Technologie ermöglicht die zuverlässige Erkennung schwer erfassbarer Objekte für Anwendungen wie Palettenwickelmaschinen.

Der Weitbereichssensor E67 erkennt innerhalb seines Erfassungsbereichs und bis zu einer Entfernung von 2,4 m sämtliche Zielobjekte. Er agiert dabei unabhängig von Schwankungen in Farbe, Reflexionsgrad, Kontrast oder Oberflächenform. Für Anwendungen, bei denen minimaler Einbauraum höchste Priorität hat, eignen sich die photoelektrischen Sensoren E71 NanoView mit Abmessungen von weniger als 38 mm Länge und einer Tiefe von 13 mm.

T-Connector bindet Sensoren/Aktoren in Smartwire-DT ein

Präzisionssensoren wie diese und deren Integration in Automatisierungskonzepte spielen im Zuge zunehmender Automatisierung eine immer wichtigere Rolle. Eatons Lean Solution Konzept, das einfache, direkte und schnell zu projektierende Automatisierungsstrukturen erlaubt, kommt in immer mehr Maschinenbauanwendungen zur Anwendung. Bisher konzentrierte sich der Einsatz vor allem auf den Schaltschrank, doch nun erweitert Eaton die Möglichkeiten zum direkten Anschluss von Sensoren und Aktoren an der Maschine. Damit eröffnen sich für den Anwender neue Potentiale, durch den Einsatz von Smartwire-DT schlankere Maschinen zu konzipieren und zu realisieren.

Hoher Aufwand bei zentralem Aufbau

Für die Installation von Sensoren und Aktoren werden heute verschiedene Architekturen bei der Installation verwendet. Handelt es sich um einen zentralen Aufbau, sind hohe Aufwände für Verkabelung und viel Zeit für die Installation zu berücksichtigen. Der dezentrale Aufbau mit Remote I/Os in abgesetzten Schaltschränken bringt den Vorteil mit sich, dass die Länge der installierten Sensor-/Aktorleitungen sich verringert; direkt an der Maschine installierte IP67-Feldbusmodule passen jedoch oft in Anzahl und Typ (Digital E/A, Analog E/A) nicht zur installierten Sensorik /Aktorik. Häufig sind Maschinenbauer daher gezwungen, in Hardware zu investieren, die sie gar nicht benötigen. Erweiterungen sind in den meisten Szenarien schwierig, denn der Installationsaufwand für Anschlussleitungen und eventuell zusätzlich benötigte SPS-Ein- und Ausgänge zur Anbindung neuer Sensoren ist hoch.

T-Connector: Umfangreiche Strukturen einfach realisieren

Als Antwort auf diese Anforderung hat Eaton den T-Connector entwickelt. Er ist in Schutzart IP67 ausgeführt und ermöglicht es, auch einzelne Sensoren und Aktoren mit kurzer Anschlussleitung über die standardisierte M12-Steckverbindung direkt in das Smartwire-DT-Kommunikationssystem einzubinden und die Daten an die übergeordnete SPS zu übertragen. Dezentrale Schaltschränke oder Feldbus-E/A-Module sind nicht mehr notwendig. Auch komplexe und umfangreiche Strukturen lassen sich auf diese Weise einfach realisieren. Innerhalb eines Smartwire-DT-Netzwerkes können bis zu 99 verteilte IP67 T-Connectoren mit jeweils bis zu vier Sensoren installiert werden.

Heribert Einwag über die Vorteile der T-Connectoren:

Offenheit, Transparenz und Flexibilität

Die Eaton T-Connectoren bedienen über das standardisierte M12-I/O-Interface den Anschluss aller am Markt vorhandenen Sensoren und Aktoren mit M12-Schnittstelle. Aber die T-Connectoren bieten noch mehr Funktionalität: Bei Sensoren mit eigener Versorgung überprüft das Modul durch Messung der Stromaufnahme, ob der Sensor angeschlossen ist. Somit ist die Steuerung in der Lage, auf einfache Weise die korrekte Installation des angeschlossenen Sensors zu überwachen.

Rundum installierte Status LEDs signalisieren vor Ort, unabhängig von der Einbauposition des T-Connectors, den aktuellen Zustand von Netzwerkkommunikation und E/A-Status der angeschlossenen Sensorik sowie das Vorhandensein eventueller Diagnosemeldungen. Besonders einfach ist die Montage: Neben der Schraubbefestigung besteht auch die Möglichkeit der Befestigung mit einem handelsüblichen Installationsclips (IEC20).

Die Vorteile sind vielfältig

Die Vorteile durch den Einsatz von T-Connectoren werden bei vielerlei Applikationsarchitekturen deutlich. Kommen unterschiedliche Sensoren und Aktoren in digitaler oder analoger Ausführung zum Einsatz, so erlaubt die Verwendung der T-Connectoren die optimale Zuordnung. Varianten mit digitaler oder analoger Funktion ermöglichen die Installation der genau für diesen Sensor benötigten Funktion: Der T-Connector realisiert ein IP67 I/O für einen einzelnen Sensor, jeder Sensor oder Aktor kann individuell angeschlossen werden. Der Wechsel von digitalen oder analogen Sensoren oder Aktoren ist so einfach möglich. Die maximale Ausdehnung von Smartwire-DT von bis zu 600 m erleichtert bei räumlich verteilten Anwendungen wie Förderbändern die Installation erheblich. Der Maschinenbauer kann nun sehr flexibel die benötigten Kabel führen und an den jeweils gewünschten Positionen einzelne Sensoren oder Aktoren installieren.

Systemvereinfachungen für neu und alt

Besteht später die Notwendigkeit, Sensoren hinzuzufügen, so lässt sich das Netzwerk mit neuen T-Connectoren einfach und schnell erweitern oder umrüsten. Investieren müssen Maschinenbauer dabei nur in die für die Funktionalität tatsächlich benötigte Funktion. Für den optimalen Einsatz bietet Eaton im Rahmen seines Produktsortiments T-Connectoren zum Anschluss von ein, zwei oder vier Sensoren.

Anbindung in bestehende Strukturen

Um ein Smartwire-DT-Netzwerk in bestehende Automatisierungsstrukturen einzubinden, stehen Anwendern viele Möglichkeiten offen: Eine Variante ist die Feldbusankopplung über Gateways (Profibus-DP, CANopen, Modbus-TCP, EthernetIP, Profinet, Powerlink), die die Verwendung mit nahezu alles SPS-Systemen ermöglicht. Alternativ kommen Eaton-Steuerungen mit integrierter Smartwire-DT-Schnittstelle wie die innovativen HMI/PLCs der XV100-Reihe zum Einsatz. Mit dem T-Connector stehen Maschinenbauern in beiden Fällen neue Möglichkeiten, hohe Freiheitsgrade und verbesserte Diagnoseinformationen für IP67-Systemarchitekturen zur Verfügung. Sowohl der Bau neuer Anlagen als auch das Umrüsten existierender Maschinen lässt sich mit reduziertem Verkabelungsaufwand und Materialeinsatz preisoptimiert realisieren. Von der Projektierung über die Konstruktion bis zu Montage und Demontage profitiert der Anwender in vielen Fällen von deutlichen Systemvereinfachungen. (mz)

* Dipl.-Ing. Heribert Einwag Produktmanager Smartwire-DT, Eaton, Bonn

(ID:42858481)