Generation Plus: Snímače hladiny s přidanou hodnotou

Přesné měření tlaku, průtoku a teploty, stejně jako nepřetržité měření hladiny a detekce mezních hodnot, vyžadují širokou škálu řešení šitých na míru, což s sebou nese stále složitější portfolia senzorů pro měření tekutin. Logistické procesy se stávají nepřehlednými, skladování je časově náročné a vede k delším dodacím lhůtám. Zároveň stále kratší vývojové cykly představují pro vývoj další výzvy: rychlost, flexibilita, škálovatelnost a efektivita se stávají důležitějšími faktory úspěchu než kdykoli předtím. Právě zde přichází na řadu modulární řada Fluid+ společnosti TURCK.    

Konsolidace prostřednictvím platformové strategie  

Architektura Fluid+ rozděluje komplexní produktovou řadu na jednotlivé prvky, které jsou přiřazeny ke konkrétním modulům. Interakce jednotlivých modulů je omezena na standardizovaná rozhraní, takže moduly lze vyvíjet nezávisle na sobě. Tento volně konfigurovatelný koncept platformy Fluid+ podporuje širokou škálu zařízení, zjednodušuje správu skladu a zkracuje dodací lhůty, což znamená, že zejména senzory, o které je velký zájem, jsou k dispozici již během několika dní.  

Inovativní designový koncept    

Platforma Fluid+ společnosti TURCK vychází z jednoduché strategie, podle níž je produkt v rámci celé produktové řady navržen stejně a pro uživatele vypadá stejně. To znamená, že všechny snímače Fluid+ mají stejný vzhled a známé ovládání, a to bez ohledu na konkrétní použití.    

Charakteristickým rysem kompaktních senzorů je jejich snímačová hlava, která se skládá z pouzdra z nerezové oceli a jednodílného průsvitného předního krytu. Díky zmenšeným těsnicím plochám neproniká do vnitřku zařízení ani vlhkost, ani prach, protože senzory již nemají žádné mechanické ovládací prvky, které by bylo třeba utěsnit. Kromě toho materiály odolné proti UV záření a solné mlze zajišťují maximální ochranu při venkovním použití. Stejně jako u smartphonů se uživatelé ovládají pomocí kapacitních dotykových panelů. To výrazně usnadňuje rozšiřování a údržbu systémů, protože zaměstnanci se musí seznámit pouze s jedním ovládacím konceptem. Neutrální spojovací matice M18 x 1 umožňuje přizpůsobit různé procesní přípojky konkrétní aplikaci. Zařízení řady Fluid+ jsou tak rozmanitá a kombinovatelná, ale zároveň sdílejí základní vlastnosti. Jak jednotný vzhled a ovládání, tak i koncepce zadávání údajů jsou v tomto odvětví jedinečné.    

Řada ocenění  

V roce 2019 získal tlakový senzor PS+, první senzor z řady Fluid+, ocenění iF Design Award v kategorii „Průmysl/Nástroje“. Tato cena, která se uděluje každoročně od roku 1954, je uznáním mimořádných úspěchů v oblasti produktového designu. Porotu zaujal zejména inovativní koncept ovládání této řady snímačů, který je kompatibilní s různými platformami.    

Senzory Fluid+ společnosti TURCK však nepřesvědčily pouze odborné poroty. Velkou podporu jim vyjádřili i zájemci z řad uživatelů. Tyto Snímače Fluid+tak získala také cenu Automation Award udělovanou odborným časopisem elektroAUTOMATION. Většina návštěvníků veletrhu SPS – Smart Sensor Solutions v Norimberku zvolila tuto produktovou řadu jako číslo jedna v kategorii standardních komponentů a senzorové techniky. Kombinace jednotného technologického konceptu a funkčního designu zaujala odborné publikum.  

Čtenáři odborného časopisu Computer&Automation zvolili inteligentní průtokový senzor FS+ společnosti TURCK na druhé místo v kategorii „Senzorová a měřicí technika“ v anketě „Produkt roku 2021“. Online ankety se zúčastnilo více než 6 100 čtenářů, kteří vybírali své favority z více než 500 produktů v celkem dvanácti kategoriích.    

Zjednodušená integrace a uvedení do provozu  

Důležitými požadavky při vývoji řady Fluid+ byla snadná instalace a zjednodušené uvedení do provozu i obsluha. Uživatel by se měl v struktuře menu rychle zorientovat. Kromě jednotného uživatelského rozhraní nabízí řada Fluid+ obzvláště flexibilní možnosti montáže, protože hlavici snímače lze volně otáčet o 340 stupňů a displej lze otočit pro montáž nad hlavou. Senzory automaticky rozpoznají, zda řídicí jednotka nebo modul sběrnice očekává na vstupní straně signály typu PNP nebo NPN. Při vyhodnocování analogových výstupních signálů platí totéž pro proud i napětí. Plug-and-play se tak stává každodenní praxí.  

Displej senzorů Fluid+ je větší a jasnější než u jiných zařízení, což při správné montáži umožňuje snadnou viditelnost z jakékoli polohy. Dotykové klávesnice inovativní ovládací jednotky, připomínající smartphone, lze ovládat i v různých typech rukavic, aniž by bylo nutné vyvíjet sílu nebo používat nepohodlné pomůcky. Zámkový mechanismus zpočátku zabraňuje možným chybám při ovládání. Ovládání se aktivuje až po přejetí prstem po displeji.    

Uživatelsky přívětivá navigace intuitivně provází uživatele textovým menu, jehož struktura odpovídá buď normě TURCK, nebo normě VDMA. Příslušná nastavení lze snadno a pohodlně provádět dotykem na příslušný ovládací panel. Tímto způsobem lze také konfigurovat pokročilé funkce, jako je nastavení ochrany heslem nebo změna barvy displeje jako výzvy k akci při překročení definovaných spínacích bodů.  

Vysoká dostupnost systému  

Pokud jde o dostupnost systému, klíčovým pojmem je spolehlivost. Zde hrají roli také kapacitní dotykové panely. Kryt z nerezové oceli v kombinaci s jednodílným víkem představuje mimořádně robustní konstrukci. Absence mechanických ovládacích prvků a z toho vyplývající snížený počet těsnicích ploch poskytuje maximální ochranu proti vniknutí vlhkosti a prachu do vnitřku zařízení a zajišťuje vysokou míru bezopotřebového provozu. Koncepce těsnění umožňuje dosáhnout stupňů ochrany IP66, IP67 a IP69K. Velmi dobré vlastnosti při nárazech a vibracích, stejně jako vysoká odolnost proti tlaku, zajišťují spolehlivý provoz a tím i vysokou dostupnost systému, a to i v nejnáročnějších podmínkách.  

Komunikační koncepce pro Průmysl 4.0  

Konzistence a transparentnost při sběru, přenosu a zpracování dat ze senzorů jsou klíčovými požadavky Průmyslu 4.0. Zařízení řady Fluid+ proto podporují otevřené standardy, jako je IO-Link 1.1, prostřednictvím kterých komunikují s řídicím systémem v obou směrech. Kromě procesních hodnot poskytuje rozhraní IO-Link uživateli řadu typů dat pro monitorování stavu, která jsou určena pro inteligentní aplikace IIoT. Senzory nejenže přenášejí digitální procesní hodnoty, ale také přijímají parametry, jako jsou spínací body. Aby se předešlo poruchám strojů, lze prostřednictvím rozhraní IO-Link načítat a vyhodnocovat diagnostická data. To umožňuje uživatelům včas odhalit nesrovnalosti a předejít možnému poškození.  

Zařízení řady Fluid+ nabízejí různé profily procesních dat IO-Link, díky čemuž lze senzor snadno integrovat do stávajících systémových prostředí tím, že nahradí stávající zařízení v poměru 1:1, a to i od jiných výrobců. Tím se eliminuje nutnost provádět složité úpravy v prostředí řídicího systému.  

Tlakové senzory PS+ – maximální odolnost  

V roce 2019 se robustní a uživatelsky přívětivé tlakové senzory PS+ staly prvními produkty řady Fluid+. Tyto tlakové senzory umožňují spolehlivé a reprodukovatelné měření procesních tlaků v průmyslových aplikacích. Díky široké škále různých tlakových rozsahů a procesních přípojek nabízí tento systém všestranné možnosti využití pro většinu aplikací. Mezi typické aplikace patří hydraulické systémy, chladicí okruhy a mazací systémy.  

Tlakové snímače řady PS+ jsou určeny pro tlakové rozsahy až do 600 bar a jsou k dispozici jak s osvědčenými keramickými měřicími články (PS310), tak s kovovými měřicími články (PS510). Měřicí články mají tlak při roztržení, který je nejméně čtyřnásobkem maximálního jmenovitého tlaku. Akumulátor minimálního/maximálního tlaku tvoří digitální „ukazatel zpoždění“, který umožňuje ještě lepší analýzu procesů. Tlakové senzory řady PS+ zajišťují hermetickou těsnost i v případě přetížení.    

Průtokové senzory FS+ – jeden senzor, dva dotazy

Kompaktní průtokové senzory řady FS+ lze rychle a pohodlně integrovat do strojů či zařízení. Sledují kapalná média na základě kalorimetrického principu, a proto kromě průtoku umožňují také trvalé měření teploty média. To znamená, že jeden senzor může plnit dvě funkce najednou. Typickými aplikacemi jsou chladicí okruhy při svařování, ochrana čerpadel proti chodu nasucho a čisticí procesy. Spolehlivé monitorování průtoku a teploty a komunikace po celé délce řetězce prostřednictvím rozhraní IO-Link zajišťují provoz zařízení a snižují prostoje. Díky široké škále možností montáže a intuitivnímu uvedení do provozu usnadňují průtokové senzory FS+ také projektování.  

V produktové řadě FS100 si uživatelé mohou vybrat mezi zařízeními se dvěma výstupními funkcemi: buď analogovou (4...20 mA), nebo s automatickou detekcí PNP/NPN a komunikací přes IO-Link 1.1. Spínací chování lze nastavit mezi „spínací“ (NO) a „rozpínací“ (NC). Stav výstupů signalizují všestranné LED displeje, zatímco dvoubarevný LED pruh na uživatelském rozhraní zobrazuje podle potřeby hodnoty průtoku nebo teploty.  

Funkce rychlého učení nabízí kromě zjednodušené montáže a automatické detekce signálů PNP/NPN také významné výhody. Umožňuje nastavit spínací bod přímo na zařízení během pouhých několika sekund. Sledování tzv. Delta Flow zajišťuje, že se bod učení zaznamená ve správný okamžik.

Teplotní senzory TS+ – maximální volnost při volbě

Senzory řady TS+ zaručují spolehlivé a reprodukovatelné měření procesních teplot v průmyslových aplikacích. Díky velkému počtu různých měřicích rozsahů a procesních připojení je k dispozici široká škála variant, s nimiž lze bez problémů realizovat většinu aplikací. Snímače TS+ jsou k dispozici jak v provedení kompaktních přístrojů s integrovaným teplotním čidlem (TS700), tak v provedení vyhodnocovacích a zobrazovacích jednotek (TS720) pro připojení odporových teploměrů nebo termočlánků. Zařízení plně automaticky podporují a rozpoznávají téměř všechny typy teplotních snímačů běžně používaných v průmyslu – jako jsou odporové teploměry nebo termočlánky.

Pro zjednodušení uvedení do provozu nabízejí zařízení TS+ také automatickou detekci typu výstupu (PNP/NPN nebo proud/napětí). Signálové procesory TS720 rovněž rozpoznávají typ připojeného teplotního snímače (TC nebo Pt-RTD), čímž eliminují častý zdroj chyb. Má-li být zařízení TS+ integrováno do stávajících provozních systémů nebo má-li nahradit stávající snímače, umožňuje výběr různých profilů procesních dat IO-Link rychlé přizpůsobení bez složitých změn v řídicím systému.

Typickými oblastmi použití snímačů TS+ jsou strojírenství a výstavba zařízení, stejně jako zpracovatelský průmysl. Kompaktní přístroje typu TS700 pracují v měřicím rozsahu od -50 do +150 °C. V závislosti na připojeném teplotním snímači mohou vyhodnocovací a zobrazovací jednotky typu TS720 měřit dokonce hodnoty v rozmezí od -200 do 1800 °C.

Snímače hladiny LS+ – efektivní řešení problémů  

Společnost TURCK nabízí v řadě LS+ dvě různé technologie snímačů, aby uživatelé mohli pro různé aplikační scénáře zvolit optimální měřicí princip: snímače hladiny LRS s radarovou technologií pro větší detekční dosahy a ultrazvukové snímače hladiny LUS pro malé a středně velké nádoby.  

Radarové senzory řady LRS s podporou rozhraní IO-Link byly vyvinuty pro měření hladiny v nádržích a silech v rozsahu 0,35 až 10 m. Řeší problémy tam, kde jiné senzorové technologie narážejí na své limity. Zařízení se stupněm krytí IP67 a IP69K se doporučují zejména pro aplikace měření hladiny v průmyslové automatizaci, kde nejsou vhodné optické nebo ultrazvukové senzory kvůli omezenému dosahu nebo rušivým faktorům, jako je prach, vítr nebo dopad světla. Radarové senzory LRS s volným vyzařováním navíc nabízejí rozsáhlé analytické funkce, které byly dosud vyhrazeny špičkovým radarovým senzorům nejčastěji používaným v procesním průmyslu.  

Řídicí jednotka řady LRS s kapacitními tlačítky a průsvitným předním krytem navazuje na koncepci řady Fluid+ a umožňuje výstup hodnot vzdálenosti, hladiny a objemu. Senzory LRS jsou k dispozici buď se dvěma spínacími výstupy, nebo s jedním spínacím výstupem a jedním analogovým výstupem. Díky dodatečnému rozhraní IO-Link a inteligentnímu, decentralizovanému předzpracování signálu poskytují všechny varianty také řadu doplňkových informací pro zpracování v aplikacích monitorování stavu v rámci IIoT. Kromě síly signálu zahrnují tyto informace také hodnoty teploty, provozní hodiny nebo spínací cykly.  

Uživatelé IO-Link masteru od společnosti TURCK mohou radarový monitor spustit bez nutnosti dalšího softwaru prostřednictvím konfiguračního nástroje IODD. Tento webový konfigurační nástroj graficky zobrazuje měřicí křivku snímače a umožňuje přístup ke všem relevantním parametrům v podobě srozumitelného textu. Například lze snadno potlačit rušivý signál míchadla nebo mřížky, případně senzor dokonale vyrovnat pomocí zpětné vazby v reálném čase, čímž se maximalizuje spolehlivost detekce hladiny náplně. Typickými oblastmi použití senzorů LRS jsou strojírenství a výstavba zařízení, automobilový průmysl, stejně jako potravinářský a farmaceutický průmysl.  

Ultrazvukové snímače hladiny LUS jsou ideální pro ekonomické měření hladiny v malých a středních nádržích a lze je provozovat při tlacích od 0,5 do 5 barů na procesním připojení. Jsou k dispozici se standardními procesními přípojkami G ¾ a NPT ¾ pro měřicí rozsah 40 nebo 130 cm, a to buď se dvěma spínacími výstupy, nebo s jedním spínacím výstupem a jedním analogovým výstupem. Díky rozhraní IO-Link a decentralizovanému předzpracování signálu jsou všechny varianty vhodné také jako inteligentní zdroje dat pro IIoT. Prostřednictvím rozhraní IO-Link lze senzory také parametrizovat pomocí existujících údajů o geometrii nádrže, takže přímo vydávají hodnoty absolutní nebo procentuální vzdálenosti, hladiny náplně nebo objemu.    

Díky vysokému stupni krytí IP67 a IP69K lze tato zařízení spolehlivě používat i v nepříznivých podmínkách. Neustálé vyhodnocování síly signálu a resetovatelný, a tudíž chráněný snímač rovněž zajišťují vyšší provozuschopnost zařízení. V případě přeplnění zabraňuje vzduchový polštář kontaktu média se snímačem. Klasickými oblastmi použití snímačů LRS jsou strojírenství a výstavba zařízení, automobilový průmysl a potravinářský a farmaceutický průmysl.

Shrnutí    

Modulární a libovolně konfigurovatelná mechanická koncepce řady Fluid+ společnosti TURCK umožňuje širokou škálu variant, kompatibilitu a kratší dodací lhůty, díky čemuž je mnoho variant senzorů k dispozici již během několika dní. Díky modulární konstrukci mají všechny snímače řady Fluid+ jednotný vzhled a srovnatelnou obsluhu. To uživatelům usnadňuje rozšiřování a údržbu jejich systémů, protože zaměstnanci se musí seznámit pouze s jedním provozním konceptem. Flexibilní možnosti montáže, inteligentní integrace do systému a inovativní řídicí jednotka s ovládáním podobným smartphonu zaručují rychlé a jednoduché uvedení zařízení do provozu. Pro zajištění provozuschopnosti zařízení poskytují zařízení s podporou IO-Link uživateli kromě procesních hodnot také velké množství diagnostických dat pro inteligentní IIoT aplikací. Díky koncepci těsnění a použitým materiálům je řada Fluid+ společnosti TURCK mimořádně odolná vůči vnějším vlivům.

Celkově lze říci, že uživatelé těží z „oceněné“ produktové řady, která v chytrém designu spojuje funkčnost, praktičnost, snadné ovládání a inovace.