Indukční vazba pro bezkontaktní přenos energie a signálu

Indukční vazba je technologie, která nás provází v mnoha oblastech každodenního života, často však zůstává bez povšimnutí. Umožňuje přenos energie mezi dvěma zařízeními bez fyzického kontaktu, a proto se jí také říká „bezkontaktní spojka“. Známými příklady jsou bezdrátové nabíječky pro smartphony nebo elektrické zubní kartáčky, které čerpají energii pomocí indukční vazby. V lékařské technice se indukční vazba používá například pro bezkontaktní přenos proudu a signálu v lékařských implantátech, jako jsou kardiostimulátory. To je jen několik příkladů, které ukazují, jak rozšířené a všestranné jsou aplikace indukční vazby.  

Volnost pohybu a odolnost proti opotřebení  

V průmyslových aplikacích, kde jsou spoje vystaveny vysokému namáhání, jako jsou vibrace nebo časté připojování a odpojování, představuje významný nákladový faktor nejen opotřebení, ale také s ním spojené prostoje. Příkladem takových aplikací jsou systémy pro výměnu nástrojů, mobilní nosiče obrobků v neustálém pohybu nebo rotační indexovací stoly. Další oblastí použití jsou elektrické visuté dopravníky používané v automobilovém průmyslu. V tomto případě indukční vazby nabízejí nejen výhodu bezopotřebového provozu, ale také pomáhají předcházet chybám uživatelů.  

Na rozdíl od konvenčních spojů, které se časem opotřebovávají a vyžadují pravidelnou údržbu, umožňují „bezkontaktní konektory“, tj. indukční vazby, plynulý a spolehlivý přenos dat a energie bez jakéhokoli fyzického kontaktu mezi součástmi. Tím se šetří čas i peníze, protože odpadají nákladné opravy či nutnost výměny opotřebovaných spojů.  

Řada vazeb s vysokou odolností proti nárazům  

Každá sada indukčního spojovacího zařízení se skládá z primární strany (vysílače) na straně řízení a sekundární strany (přijímače) na straně snímače/spouštěče. S nově uvedenými sadami indukčních vazeb svého osvědčeného systému NIC přináší společnost TURCK nejen zlepšení výkonu, ale také nové funkce. Vazby NIC pracují s vysokofrekvenčním střídavým polem, které přenáší energii ve frekvenčním rozsahu 100 až 148,5 kHz. Současně se data přenášejí prostřednictvím samostatného rádiového spojení na frekvenci 2,4 GHz. 

Vazby NIC umožňují přenos proudů až do 750 mA a výkonu až 18 W, a to i při vysokých rázových zatíženích, a to prostřednictvím vzduchové mezery o šířce 7 mm. Jako „bezdrátové kabely IO-Link“ jsou zcela odolné proti opotřebení a trvale utěsněné s krytím IP68. To umožňuje provozovat senzory a akční členy, jako jsou světelné závory, polohové a přibližovací senzory nebo dokonce menší skupiny ventilů, aniž by byl na sekundární straně zapotřebí další zesilovač. Pro připojení primární strany se používá konektor M12 a sekundární strana je vybavena konektorem M12. Díky pouzdru M30 patří vazby TURCK k nejkompaktnějším zařízením na trhu. 

Flexibilita při přenosu signálů pomocí rozhraní IO-Link  

Indukční vazby lze připojit stejně snadno jako kabelové spojení typu „plug-and-socket“. Na sekundární stranu (NICS-EM30-IOL-HK1141) se obvykle připojuje IO-Link hub. Primární strana (NICP-EM30-IOL-H1141) je umístěna naproti sekundární straně a připojena k IO-Link masteru pomocí standardního 3pinového konektoru M12. Tato konfigurace nabízí flexibilitu pro přenos až 16 binárních signálů a poskytuje škálovatelné řešení pro aplikace, kde je třeba snímání a přenos velkého počtu signálů. Umožňuje obousměrnou komunikaci IO-Link, v rámci které lze využívat funkce, jako je parametrizace a diagnostická data. 

Pokud není zapotřebí připojení IO-Link, lze za sekundárním stranou použít jednoduchý rozbočovač VB2 pro bezkontaktní přenos dvou spínacích signálů. Za tímto účelem se primární strana připojuje k řídicí jednotce nebo zařízení s průmyslovou sběrnicí pomocí čtyřkolíkového standardního konektoru M12. 

Zabezpečení díky inteligentní detekci objektů třetích stran   

Inovativní dynamická detekce cizích předmětů od společnosti TURCK umožňuje identifikovat nejen větší, ale i menší kovové předměty nacházející se mezi primárním a sekundárním spojovacím členem. Při detekci takových objektů se systém automaticky vypne, aby se zabránilo možnému přehřátí. Jakmile je překážka odstraněna, systém se opět sám zapne. Tato funkce zajišťuje bezpečnost a integritu systému a přispívá k bezporuchovému provozu.  

Indukční vazební členy společnosti TURCK přenášejí plný výkon 18 W přes vzduchovou mezeru o velikosti až 7 mm. Zařízení jsou navíc odolná vůči vibracím a otáčení primární i sekundární strany. Jsou-li primární a sekundární strana umístěny přímo naproti sobě v jmenovité vzdálenosti, je možné boční posunutí až o 5 mm. Pokud aplikace vyžaduje lineární uspořádání obou částí vazby, lze systém namontovat i pod úhlem vůči sobě. Při vzdálenosti 7 mm je možný úhel až 30° a boční posun 2 mm.  

Rychlé spuštění a selektivní párování  

V mnoha aplikacích s často se měnícími spojeními hraje roli také doba čekání na sekundární straně. Doba cyklu, kterou lze s daným řešením spojení dosáhnout, je klíčovým rozhodovacím kritériem, zejména u rotačních indexovacích stolů. Rychlé a stabilní chování při spouštění s dobou odezvy 600 milisekund umožňuje zkrátit výrobní cykly a tím zvýšit produktivitu závodu. Funkce „dynamického párování“ umožňuje kombinovat primární strany s libovolným počtem sekundárních stran a naopak. To znamená, že i úkoly ve složitějších aplikacích s více primárními a sekundárními stranami lze bez problémů řešit. V závislosti na aplikaci lze přes IO-Link adresovat i samotný spojovací článek. Kromě přenosu diagnostických informací to také umožňuje jedinečné „selektivnís párování“, při kterém primární strana komunikuje pouze s vybranými sekundárními stranami. Tím se předchází chybám a prostojům, které mohou být způsobeny nežádoucí komunikací mezi primární a sekundární stranou, například pokud může být nosič obrobku použit pouze na konkrétním pracovišti. Použití „selektivního párování“ zvyšuje spolehlivost procesu tím, že umožňuje použití nástroje pouze na konkrétním držáku nebo zajištěním dalších kritických přiřazení.  

Velký potenciál  

Další vývoj a optimalizace indukčních vazeb skýtá obrovský potenciál pro budoucnost průmyslové automatizace a slibuje efektivnější, spolehlivější a pokročilejší řešení pro širokou škálu výrobních aplikací. Díky své odolnosti a univerzálnosti by mohly přispět k dosažení rozhodujícího pokroku. 

I přes rostoucí význam a flexibilitu bezkontaktního přenosu dat a energie zůstávají kabelová připojení ve většině průmyslových aplikací zlatým standardem. Díky široké škále připojovací techniky nabízí společnost TURCK vhodné řešení pro téměř každou aplikaci, ať už bezkontaktní nebo kabelové, doplněné o sběrnicovou a řídicí techniku, RFID, senzorovou techniku a další.