Induktiva kopplingar för beröringsfri dataöverföring

KOMMUNIKATION

Detaljer: Släppt: 26.03.2014; Senast uppdaterad: 06.11.2023; Träffar: 11119

Robotar med utbytbara verktyg eller roterande bord ställer höga krav på den elektriska anslutningstekniken. Bär kontakter och kontakter kräver korta underhållsintervaller eller till och med leda till maskinstillestånd. Turck erbjuder detta induktiv dataöverföring med Kopplingar som ett alternativ till klassisk anslutningsteknik: NIC-kopplingarna är slitagefria jämfört med släpringar eller mekaniskt hårt belastade kontaktern.

innehåll

Induktiva kopplingar med hög stöttålighet
Induktiv dataöverföring baserad på kontaktlösa kopplingar
- Slitagefri induktiv dataöverföring
- Induktiva kopplingar utan förstärkare

Induktiva kopplingar med hög stöttålighet

06.11.2023 november XNUMX | Turck har sina induktiva kopplare-Seter återutgivna och presenterade på PLC 2023. Förutom bättre prestanda är de utrustade med nya funktioner som selektiv parning. NIC-kopplarna har en starttid på 600 ms, vilket möjliggör förkortade produktionscykler och ökad produktivitet. Utrustade med IO-Link COM3, stöder NIC-kopplarna en maximal dataöverföringshastighet på 230,4 kBit/s.

De robusta induktiva kopplingarna tål höga stötbelastningar. De överför 18W effekt över ett 7 mm luftgränssnitt. Som kontaktlös kontakter De är absolut slitfria och permanent förseglade med skyddsklass IP68. Den tolererade vinkelförskjutningen är upp till 15°. Tillsammans med en parallellförskjutning på upp till 5 mm ger kopplingarna en hög grad av installationsfrihet. Diagnosfunktionen upptäcker den befintliga sekundära delen och eventuella metallföremål i luftgapet.

Om dubbelriktad kommunikationsteknik Ställdon kan styras och sensorsignaler samlas in. Förutom att koppla ihop eventuella primära och sekundära delar (dynamisk parning) stöder kopplingarna "selektiv parning", vilket är unikt på marknaden. Här kommunicerar en primär del endast med utvalda sekundära delar. Enheten kan adresseras direkt via IO-Link. Typiska användningsområden för NIC-kopplingar finns i verktygsbyte, roterande bord eller förarlösa transportfordon.

Induktiv dataöverföring baserad på kontaktlösa kopplingar

26.03.2014 mars XNUMX | Det finns fortfarande något magiskt med att placera en smartphone på en kontaktlös laddstation. Kraftöverföring utan kablar? Detta ligger tekniskt bakom Princip för induktiv koppling. Tekniken är inte riktigt ny, men massanvändningen av komponenter i konsumentbranschen är fortfarande lång tid kvar. Laddningsfunktionen för elektriska tandborstar och trådlösa telefoner är fortfarande de enda massapplikationerna hittills.

Styrkan med induktiv koppling för kraftöverföring är mer sannolikt att spela in på nischmarknader. Till exempel är hjärtstimulatorer och andra medicinska implantat ofta oundvikligen utrustade med möjlighet till kontaktlös kraft och signalöverföring. Fördelen här är uppenbar: själva tanken på en USB-port på bröstet för laddning av pacemakern påminner mer om skräck- eller science fiction-filmer än allvarliga. medicinsk.

Slitagefri induktiv dataöverföring

En stor fördel med den induktiva kopplingen för signal- och energiöverföring kommer knappast in i dessa exempel: Induktiv koppling är absolut slitagefri. Denna fördel är sällan särskilt viktig vid privat bruk, men kan vara ett viktigt beslutskriterium vid industriellt bruk. I slutändan är de resulterande längre underhållsintervallen, kortare stilleståndstider och högre maskincykelhastigheter för köpare och produktionsplanerare kraftfulla argument.

Slitage är ett stort problem, särskilt i applikationer där kontakter måste sättas in och släppas mycket ofta - och därmed en avgörande kostnadsdrivare. Om tillverkare av anslutningsteknik går till guldpläteringslösningar via kontakter kommer det verkliga behovet att vara slitfria lösningar klart. Ingen skulle kunna tänka sig att använda guld enbart för dekoration. Även om ädelmetallen minimerar slitaget på kontakterna kan den inte förhindra processen. Applikationer med högt belastade anslutningar, vare sig de beror på vibrationer eller frekvent stängning och urkoppling av en anslutning, är därför mycket lämpliga för en "beröringsfri kontaktanslutning". Robotar med växlingsverktyg eller roterande bord är exempel på sådana applikationer.

Induktiva kopplingar som kontaktlös kontakter imponera också med rörelsefriheten att de tillåter de kopplade komponenterna: till exempel i robotar med roterande verktyg eller i axlar från vilka sensorsignaler måste skickas. En kontaktlös anslutning av gränssnittet är en stor fördel här. Slirringen som en alternativ lösning är etablerad i branschen, men är lite uppskattad på grund av dess slitage. Andra tillämpningar av induktiva kopplingar är elektriska upphängningsspår, eftersom de ofta används i fordonsindustrin.

Induktiva kopplingar utan förstärkare

Turck poserar med sin NIC-system presenterar nu en familj av induktiva kopplingar som kan bemästra utmaningarna med de nämnda applikationerna. Kopplingssatserna består vardera av en primär del på styrsidan och en sekundär del på sensor- / ställdonssidan av anslutningen. NIC-kopplingarna sänder upp till åtta PNP-kopplingssignaler och strömmar på upp till 500 mA med en effekt på 12 W.

Med det kan du sensorer och ställdon såsom ljusgardiner, piezoventiler eller mindre ventilöar utan behov av en extra förstärkare på sekundärsidan. Primärdelarna är anslutna via en fyra-stifts M12-kontakt eller en 30 cm fläta med en tolv-stift M12-kontakt. Den sekundära delen har en 30 cm pigtail med en fyrpolig M12-kontakt. Med en längd på 80 mm är dessa kopplingar bland de mest kompakta enheterna i M30-huset.

Tre varianter med IO-Link

De induktiva kopplingarna kan Anslut lika enkelt som en plugganslutning. En sensor eller annan signalkälla är ansluten till sekundärdelen (NICS-M30-IOL2P8-0,3-RKC4.4T); den primära delen (NICP-M30-IOL2P8X-H1141) är placerad mittemot och ansluten till en styrenhet eller en fältbussenhet ansluten. Detta grundläggande system kan sända två PNP-kopplingssignaler utan kontakt med en enkel VB2-delare bakom den sekundära kopplaren. Luftgränssnittet kan vara upp till 7 mm brett.

Med samma system för primär och sekundär kopplare, signaler från mätning IO-Link-kapabla sensorer överföra. Primärkopplingen behöver bara anslutas till en IO-Link-master. På sekundärsidan ansluter användaren en IO-Link-sensor eller någon annan IO-Link-kompatibel enhet. Dessa kombinationer möjliggör till och med dubbelriktad IO-Link-kommunikation inklusive alla IO-Link-funktioner, såsom parametrering och diagnostikdata. Om I / O-navet (TBIL-M1-16DIP) för 16 digitala PNP-ingångar är anslutet på sekundärsidan kan systemet också användas för identifiering, till exempel på utbytbara verktyg. Navet överför ett unikt ID till styrenheten via IO-Link.

Den tredje lösningsvarianten används när mer än två signaler ska sändas: I det här fallet används IO-Link-protokollet för att sända upp till åtta kopplingssignaler Begagnade. Åtta PNP-signaler kan sändas med en primär och sekundär del samt ett I / O-nav. Den tolvpoliga primärkopplingen NICP-M30-8P8-0,3-RSC12T används här fungerar som en IO-Link-master, I / O-navet som en slav. Den primära delen är ansluten till konventionella PNP-ingångar till en fältbussanordning med en M12-12-stifts kontakt, så att användaren inte ens märker att systemet arbetar internt med IO-Link-teknik.

Diagnos med metalldetektion

Förutom de åtta PNP-sensorsignalerna tillhandahåller systemet två stift för Diagnostiska signaler till bortskaffande. En signal indikerar närvaron av den sekundära delen, den andra används för 'Detektering av främmande föremål'. Om det finns främmande föremål gjorda av metall, såsom järnspärrar mellan den primära och sekundära kopplingen och därmed minskar överföringskvaliteten, skickas felsignalen till styrenheten så att felkällan kan lokaliseras direkt. Primärkopplingen med 4-polig anslutning visar denna diagnos direkt på plats via status-lysdioder som är synliga runt. Om en IO-Link-enhet är ansluten finns diagnosdata också tillgängliga i styrenheten.

Luftgränssnitt och driftsberedskap

De induktiva kopplingarna uppnår med en maximalt luftgränssnitt med 7 mm och 12 W kraftöverföring, det största avståndet av alla induktiva kopplingar i denna design. Dessutom är enheterna immuna mot vibrationer och vridning av de primära och sekundära delarna. Om de primära och sekundära delarna är placerade mittemot varandra på det nominella avståndet är en sidoförskjutning upp till 5 mm möjlig.

Om applikationen gör det omöjligt med en linjär sammansättning av de två kopplingsdelarna, kopplingssystemen också vinklad monteras till varandra. En vinkel på upp till 5 ° är möjlig med ett avstånd på 15 mm från varandra. Signalen bryts inte omedelbart, inte ens i branta sluttningar. Prestandan blir då allt svagare, men kan ändå vara tillräcklig beroende på applikation.

I många applikationer med ofta ändrade anslutningar är standby-tiden för Abutment en roll. Cykeltiderna som kan köras med anslutningslösningen är ett viktigt beslutskriterium, särskilt för att ändra verktygsrobotapplikationer. Den sekundära delen av Turck-kopplingen är redo att användas på mindre än 10 ms. Den fasta primära delen levereras ändå permanent. Med denna starttid är systemet ett av de snabbaste på marknaden.

Naturligtvis kan primära delar kombineras med valfritt antal sekundära delar och vice versa. Med 'Dynamic Pairing' kan även komplexa applikationer med flera primära och sekundära delar lösas problemfritt.