Multitalente für die Automatisierungstechnik

Exklusiv in KEM Der Autor ist Arnold Hettich, Produktmanager Positions- und Bewegungssensorik bei der Kübler Group, Villingen-Schwenningen

Sendix-Drehgeber von Kübler basieren auf einer vielseitigen Drehgeber-Technologie-Plattform. Die Philosophie dieser Drehgeber-Technologie ist, für die jeweilige Anwendung die beste Technik anzuwenden. So verfügen Sendix-Drehgeber sowohl über hoch genaue und magnetfeldfeste optische Sensorik, wie sie in der Antriebstechnik benötigt wird, als auch über robuste magnetische Sensorik, wie sie in mobilen Maschinen gefordert wird. Multiturn-Drehgeber verfügen über zwei verschiedene Multiturn-Techniken: das bewährte optisch abgetastete mechanische Multiturn-Getriebe, welches bis zu 4096 Umdrehungen zählt, sowie die äußerst kompakte elektronische Multiturn-Stufe mit bis zu 16 777 216 Umdrehungen.

Neben den inneren zeichnen auch die äußeren Werte die Drehgeber aus: Eine besonders robuste Technologie im extrem kompakten Gehäuse garantiert die Gerätefamilie Sendix. Zu ihren Markenzeichen gehören der robuste Lageraufbau im Safety-Lock-Design. Drehgeber mit Safety-Lock haben verblockte formschlüssige Lager, große Lagerabstände und eine spezielle Montagetechnik. Hierdurch verzeihen sie Montagefehler und große Lasten auf der Welle, wie sie durch Temperaturausdehnungen oder Vibrationen entstehen können.

Eine Weiterentwicklung dieser Technologie findet ihren Einsatz in den Sendix-Heavy-Duty-Drehgebern (HD-Safety-Lock). Für den Einsatz in der Antriebstechnik gibt es Drehgeber, die bis zu einer Drehzahl von 12 000 min-1 zuverlässig arbeiten.

Auch für Außeneinsätze sind Sendix-Drehgeber geeignet dank des breiten Temperaturbereichs von -40 bis +80 °C und hoher Schutzart bis IP67 für optische Drehgeber und sogar bis IP69k bei magnetischen Drehgebern. Optional können viele Versionen der Gerätefamilie Sendix zusätzlich nach IEC 68-2-11 auf Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Salzsprüheinwirkung für die Dauer von bis zu 672 Stunden – der höchsten Teststufe – zertifiziert werden. Die hohe Zertifizierungsstufe bescheinigt den Drehgebern eine besondere Korrosionsfestigkeit. Im flexiblen Baukastensystem mit flexiblen Anbau- und Anschlussmöglichkeiten lassen sich die Drehgeber optimal in die Anwendung integrieren; sie garantieren hohe Lebensdauer und Zuverlässigkeit.

Die Sendix-F-Technologie ist die Antwort auf grundlegende Trends in der Automatisierung, nämlich Kosteneffizienz, Miniaturisierung, Geschwindigkeit. Die optische F-Technologie bringt Gegensätze zusammen: hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit einer optischen Sensorik bei Kosten vergleichbar mit der weniger präzisen magnetischen Sensorik. Sendix-F-Drehgeber mit durchgehender Hohlwelle und einer sehr hohen Auflösung von bis zu 41 bit passen durch das kompakte 36-mm-Gehäuse auch in sehr enge Bauräume. Mit Aktualisierungsraten kleiner 1 μs und Taktfrequenzen von bis zu 10 MHz gibt es kaum Begrenzungen in der Geschwindigkeit.

Mit den neuen Drehgebern Sendix F5868 und F5888 ergänzt Kübler die Produktpalette seiner F-Multiturn- Familie um robuste, hochauflösende CANopen-Drehgeber mit durchgehender Hohlwelle bis zu 15 mm bei kompakter Baugröße von nur 58 mm. Diese durchgehende Hohlwelle lässt beispielsweise an Antrieben viel Spielraum für andere Motoroptionen auch hinter dem Drehgeber. Neben vielen weiteren CANopen-Funktionalitäten verfügt dieser Geber über eine Universal Scaling Function (USF), LSS-Dienste zur Konfiguration der Knotenadresse und Baudrate sowie ein variables PDO Mapping im Speicher.

Sendix-Drehgeber verfügen über alle wichtige Feldbus-Schnittstellen (CANopen, Profibus, Devicenet, Modbus) und Industrial-Ethernet-Schnittstellen wie EtherCAT und Profinet, auch für die mobile Automation über die SAE-J1939-Schnittstelle.

Besonders hervorzuheben sind die Produkte für die neuesten Standards auf dem Markt: Profinet und EtherCAT. In den Drehgebern Sendix 5858/5878 (Singleturn) und Sendix 5868/5888 (Multiturn) mit Profinet-Schnittstelle ist das gesamte Drehgeber-Profil gemäß Profile Encoder Version 4.1 sowie Identification & Maintenance-Funktionalität in Version 1.16 (IM-Blöcke 0, 1, 2, 3 und 4) implementiert. Die Drehgeber unterstützen den Isochronous Real-Time-Mode (IRT-Mode) und sind damit geeignet für Echtzeitanwendungen. Durch Entkopplung der Echtzeitkommunikation von der Standardkommunikation (TCP/IP) wird eine Echtzeitlösung für alle hoch performanten Anwendungen wie taktsynchrone Applikationen möglich.

Besonderes Highlight: Der Schnellhochlauf „Fast, Start, Up (FSU)“ ermöglicht ein Hochfahren des Systems in weniger als einer Sekunde. Funktionalitäten wie Plug-and-Play-Inbetriebnahme, Skalierungen und Presetwerte über Bus programmierbar, Übertragung von Position und Geschwindigkeit sowie Temperaturwerte und andere Status des Drehgebers ermöglichen einen einfachen Einsatz. Die Ezturn-Software zur Visualisierung und Parametrierung hilft bei Installation und Diagnose.

Zusätzlich zu der oben bei Profinet beschriebenen Funktionalität ist hier das Media-Redundancy-Protokoll implementiert. Im Kern besteht dessen Vorteil darin, dass die Komponenten, die in einer Ringstruktur verkabelt sind, in ihrer Funktionalität aufrecht erhalten werden, wenn es zu einem Ausfall kommt oder wenn die Kabel an einer Stelle unterbrochen werden.

Die EtherCAT-Drehgeber Sendix 5858/5878 (Singleturn) und Sendix 5868/5888 (Multiturn) präsentiert Kübler bereits in der zweiten Generation. In den Geräten ist der neueste Slave-EtherCATStack von Beckhoff mit der Version 5.01 integriert, des Weiteren ist das neueste CANopen-Profil 3.2.10 implementiert. Mit einem Positions-Update innerhalb von 62,5 μs sind die neuen EtherCAT-Drehgeber von Kübler schneller als andere Geräte auf dem Markt, die zwar ebenfalls Daten mit derselben Geschwindigkeit versenden, es sich hierbei aber lediglich um die Wiederholung der alten Position handelt. Die kürzere Zykluszeit der EtherCAT-Drehgeber Sendix absolut erlaubt die Realisierung hochdynamischer Systeme mit EtherCAT-Feldbustechnologie.

Sendix SIL Drehgeber sind SIL2/PLd- und SIL3/PLe-zertifiziert. Sicherheit ist – nicht zuletzt seit der EU-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG – integraler Bestandteil der Anlagenkonstruktion. Bei der Wahl des richtigen Drehgebers für funktionale Sicherheit gilt der Grundsatz, dass Sicherheit durch das intelligente Zusammenspiel von Drehgeber, Steuerung und Aktuator erreicht wird. Sendix-SSI-Absolut-Drehgeber mit zusätzlichem SinCos-Inkrementalausgang und Inkremental-Drehgeber in SinCos-Ausführung sind zertifiziert verfügbar.

Aber Sicherheit geht darüber hinaus: Sichere Komponenten zeichnen sich durch eine robuste und zuverlässige Schnittstelle und eine besondere mechanische wie auch elektronische Belastbarkeit aus. Sie sind verfügbar als:

Alle Varianten sind auch mit ATEX-Zertifizierung verfügbar und dank druckfest gekapselten Gehäusen für die Zonen 1/21 und 2/22 zugelassen.

Kübler bietet darüber hinaus auch spezifische Sicherheitsmodule für die sichere Antriebsüberwachung für ein optimales Zusammenspiel zwischen Sicherheitssensorik und Sicherheits-Überwachungsmodulen.

Die voll digitale und offengelegte BiSS-C-Schnittstelle (Bidirektional/Seriell/Synchron), engl. Open Source BiSS-C Interface, basiert auf einem Protokoll zur Realisierung einer Echtzeit-Schnittstelle für eine digitale, serielle und gesicherte Kommunikation zwischen einem Controller sowie Sensoren und Aktoren. BISS ist 100 mal schneller als Standard-Feldbus-Systeme. Das BiSS-C-Protokoll ist ausgelegt für industrielle Anwendungen, in denen Übertragungsgeschwindigkeiten, Sicherheit (CRC), Flexibilität und ein minimierter Realisierungsaufwand gefordert sind.

Das BISS-Protokoll ist einfach zu integrieren. Kübler bietet dazu die aktive Unterstützung von einem Experten-Team. Bestehende Standard-Steuerungshardware kann eingesetzt werden.

Die BISS-Schnittstelle hat diese wesentlichen Merkmale: