Schnelle, präzise oder eichfähige Erfassungklemmen für Dehnungsmessstreifen Passen überall - KEM

Schnelle, präzise oder eichfähige Erfassungklemmen für Dehnungsmessstreifen

Passen überall

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Zum Erfassen mechanischer Größen werden überwiegend Dehnungsmessstreifen verwendet, deren Einsatzspektrum breit gefächert ist. Stets bedarf es aber aufgrund des geringen Spannungspegels des Messsignals einer speziellen Messelektronik: Besondere Anforderungen werden hinsichtlich Messgeschwindigkeit und -genauigkeit sowie bezüglich der Eichfähigkeit gestellt. Zudem muss die Einbettung der Messelektronik in die Automatisierungslösung ohne größeren Aufwand in punkto Verdrahtung oder Programmierung sowie ohne weitere Schnittstellen möglich sein.

Messelektroniken für Dehnungsmessstreifen (DMS) stehen hinsichtlich der Schnittstellen zur Messwertweitergabe in verschiedenen Ausprägungen zur Verfügung. Sie sind entweder bereits mit einem Feldbus-Interface ausgestattet oder bieten eine serielle Schnittstelle wie RS232 oder USB. Zudem gibt es Messelektroniken in Form von Einsteckkarten für den PC oder für ein Baukastensystem. Unabhängig von der Variante kommt es dabei häufig zu unnötigen Mehrkosten. Hier kann es sich um den Aufwand für zusätzliche Hardware und deren Verdrahtung handeln, die zur Anbindung an eine bestehende Lösung erforderlich sind. Es können dies aber auch Kosten für ein zusätzliches Engineering und eine weitergehende Programmierung sein. Zudem dürfen auch die Overhead-Kosten für die Feldbusschnittstelle in jedem Messelektronik-Gerät nicht außer acht gelassen werden.

Der Automatisierungsbaukasten „Inline“ von Phoenix Contact beinhaltet drei Erfassungsklemmen für DMS, die sich ohne Mehraufwand allein durch die Wahl des entsprechenden Bus- kopplers an das bereits genutzte oder vom Kunden präferierte Bussystem ankoppeln lassen. Möchte der Anwender das Bussystem später wechseln, muss er nur den Koppler austauschen. Die drei Erfassungsklemmen grenzen sich dabei in erster Linie durch ihre Messgeschwindigkeit, -genauigkeit und Eichfähigkeit voneinander ab.
Optimal regeln oder dosieren
Die zweikanalige Klemme IB IL SGI 2/F-PAC erlaubt die Erfassung der Messwerte zweier DMS mit einer Update-Zeit bis 1 ms bei einem Jitter <±5 µs. Sie eignet sich damit insbesondere für dynamische und eventuell aufeinander synchronisierte Prozesse. Ein Beispiel sind Rotationsdruckmaschinen, in denen das Papier stets unter konstanter Spannung gehalten werden muss, damit keine Falten oder Knicke entstehen sowie das Papier nicht reißt. Zudem ist die Druckqualität nur dann optimal, wenn die Spannung der Papierbahn im richtigen Bereich liegt. Die Papierspannung wird durch eine Kraftmessung mittels DMS in den Wellenzapfen an beiden Enden der so genannten Leitwalze überwacht. Hierbei ist die schnelle und vor allem gleichzeitige Erfassung der Kraftwerte beider Sensoren für die Regelung der Papierspannung von entscheidender Bedeutung.
Auch im Rahmen nicht dynamischer Vorgänge, bei denen sich der Messwert stetig ändert, besteht eventuell die Notwendigkeit einer schnellen Messwerterfassung. Beispiel hierfür ist das Befüllen eines Lkw mit Baustoffen. Bedingt durch den großen Volumenstrom des abzuwiegenden Materials ist eine Aktualisierung des Gewichtswertes in kurzen Zeitabständen erforderlich, um ein Überfüllen des Lkw zu vermeiden oder die richtige Dosierung von Zuschlag- stoffen für unterschiedliche Betone sicherzustellen.
Präzision für hohe Qualität
Überall, wo Mischungen nach Rezepturen vorgenommen werden, beispielsweise in der Pharma-, Kosmetik-, Lebensmittel- oder Futtermittelindustrie, steht statt der Messgeschwindigkeit die präzise Wägung der Einzelkomponenten im Vordergrund. Mit der zweikanaligen Klemme IB IL SGI 2/P-PAC lassen sich solche exakten Wägungen mit einer Auflösung bis 24 Bit und einer Toleranz inklusive Temperaturdrift von 0,025 % vom Messbereichsendwert durchführen. Aufgrund der hohen Präzision ist sowohl das richtige Mischungsverhältnis als auch die gleich bleibende Qualität der Produkte garantiert. Eine integrierte Signalisierung bei Messwertstillstand beugt dabei Messfehlern vor, die sonst durch den falschen Zeitpunkt der Messwertübernahme auftreten würden. An die Klemme lässt sich zudem ein Display der Siebert Industrieelektronik GmbH, Eppelborn, anschließen. Somit ist bereits eine kostengünstige Gewichtsanzeige direkt vor Ort ohne Verwendung einer Visualisierungssoftware möglich.
Eichfähig mit DTM-Zugriff
In prozess- und verfahrenstechnischen Anlagen mit Eichanforderungen sowie bei Wiegevorgängen, durch die der Preis einer Ware bestimmt wird, sind eichfähige Wägeelektroniken mit EG-Bauartenzulassung vorgeschrieben. Zur Umsetzung einer solchen Wägeelektronik wird die von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt, Braunschweig, (PTB) zugelassene einkanalige Klemme IB IL SGI 1/CAL eingesetzt. Sie erfüllt die EG-Bauartzulassung als elektronisches Auswertegerät zum Aufbau nichtselbsttätiger Waagen (NSW) der Handelsklasse III mit 3000 Teilungswerten sowie der Klasse Grobwaagen IIII mit 1000 Teilungswerten gemäß EN 45501 und OIML R76.
Ein spezifisches DTM (Device Type Manager) erlaubt den feldbusunabhängigen Zugriff auf die Klemme. Neben der Anzeige der Geräteinformationen und Messwerte kann der Anwender oder Eichbeamte die Waage dank strukturierter und übersichtlicher Darstellung komfortabel über das DTM parametrieren, in Betrieb nehmen und justieren. Außerdem lassen sich die in der Klemme gespeicherten Messprotokolle (Alibispeicher) auslesen sowie zum späteren Nachweis der Messwerte im csv-Format – beispielsweise für den Import in eine Excel-Tabelle – abspeichern.
Exakte Messergebnisse
Die DMS können unter anderem in 6-Leiter-Technik an die drei Erfassungsklemmen angeschlossen werden, um Einflüsse durch Spannungsausfälle an den Sensorversorgungsleitungen sowie durch Schwankungen der Sensorversorgungsspannung zu kompensieren. Die Erfassungsklemmen stellen eine 5V-Sensorversorgungsspannung zur Verfügung, sodass zusätzliche Kosten, die aufgrund einer externen Versorgung entstehen würden, entfallen. Die maximal zulässige Stromaufnahme bis 90 mA ermöglicht eine parallele Ankopplung von bis zu sechs DMS mit einem Grundwiderstand von jeweils 350 Ω.. Die Nutzung mehrerer DMS ist vor allem bei Wägezellen mit großer räumlicher Ausdehnung (beispielsweise Lkw-Waagen) notwendig. Im Vergleich zu Messelektroniken, die höhere Sensorversorgungsspannungen (beispielsweise 10 V) bieten, sind die negativen thermischen Einflüsse auf den Sensor aufgrund der niedrigeren Verlustleistung geringer.
Messfehler vermeiden
Zur Vermeidung der Übernahme falscher Messwerte generieren die Klemmen bei falscher Konfiguration, Drahtbruch, fehlerhafter Sensorversorgungsspannung oder bei Überschreitung der Nennlast des DMS eine Fehlermeldung. Diagnose-LED auf der Klemme erlauben bereits vor Ort eine kanalgenaue Lokalisierung des Fehlers.
Die Dehnungsmessstreifen-Erfassungsklemmen von Phoenix Contact lassen sich dank der einfachen Integration, aber insbesondere durch die klar abgegrenzte Ausrichtung der drei Klemmen entweder auf Geschwindigkeit, Präzision oder Eichfähigkeit in nahezu allen Applikationen einsetzen.
Online-Info

Baukasten in IP20
Der Baukasten Inline umfasst neben Dehnungsmessstreifen-Erfassungsklemmen digitale und analoge I/O-Klemmen sowie Kommunikations- und Funktionsmodule. Jede Inline-Station beginnt entweder mit einem Buskoppler, der für alle gängigen Netzwerke oder Bussysteme verfügbar ist, oder einer dezentralen Steuerung, mit der sich autark arbeitende Einheiten einer Maschine realisieren lassen. Die Klemmen werden nach dem Prinzip „Stecken statt Verdrahten“ einfach an den Bus- koppler oder die Steuerung angereiht. Die Daten- und Potenzialrangierung erfolgt automatisch. Eine Inline-Station kann durch Segmentklemmen in Segmente unterteilt werden, die sich nach Bedarf zu- oder abschalten lassen. Diagnose-LED auf jeder Klemme vermeiden lange Stillstandszeiten der Maschine, da sie vor Ort eine Fehleranalyse ermöglichen.
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