Sensoren von heute für Anwendungen von morgen

NÄHERUNGSSCHALTER - Die Gründer von Pepperl + Fuch gelten als Erfinder des Näherungsschalters. Das aktuelle Produktportfolio des Traditionsunternehmens macht Lösungen in der Automatisierungstechnik möglich, die bisher nicht denkbar waren.

13. November 2004

Der Trend zur Miniaturisierung aller denkbaren Bauteile und Komponenten hat auch vor Näherungsschaltern nicht Halt gemacht. Ausdruck dessen sind beispielsweise zylindrische Sensoren mit drei Millimetern Durchmesser und integrierter Endstufe oder auch auf 30 Millimeter Baulänge verkürzten Standardbauformen (M8 und M12), wobei auch die Kombination mit erhöhten Schaltabständen keine Schwierigkeiten mehr bereitet. Damit werden kleinbauende, effektive Automatisierungslösungen möglich, insbesondere unter engsten räumlichen Bedingungen.

Schaltabstände

Weil die in der Näherungsschalter- Norm EN 60947-5-2 beschriebenen Schaltabstände vor allem zylinderförmiger Sensoren sich in der Praxis der letzten Jahre oftmals als nicht mehr ausreichend und zeitgemäß erwiesen haben, lag einer der Schwerpunkte der jüngsten Sensorentwicklung im Bereich erhöhter Schaltabstände. Werte, die dem zwei- oder gar dreifachen der genormten Reichweiten entsprechen, sind heute in vielen Applikationen als Standard etabliert und bieten eine Reihe von Vorteilen: Bei gleichem Schaltabstand sind mittlerweile deutlich kleinere Bauformen einsetzbar, was kompaktere Anlagenteile ermöglicht. Umgekehrt sind durch die bei gleicher Bauform deutlich höheren Schaltabstände auch größere Toleranzen zulässig, was sich im Hinblick auf möglichst kostengünstige Anlagendimensionierungen nutzen lässt.

Allen voran hat der Fahrzeugbau diese Anforderungen insofern verschärft, dass erhöhte Schaltabstände möglichst für alle verwendeten Metalle gleich sein sollen, der so genannte Reduktionsfaktor also 1 beträgt. Gerade die Verwendung von Aluminium und anderen metallischen Werkstoffen in dieser Branche erfordert solche Sensorlösungen. Die üblicherweise in Datenblättern von Näherungsschaltern aufgeführten Kriterien wie etwa Temperaturbereiche von -25 bis +70 °C oder Schutzarten wie IP 67/IP 68 sind für viele Applikationen ausreichend, erfüllen aber bei weitem nicht die Anforderungen einer zunehmenden Zahl von Anwendern.

Umgebungsbedingungen

Die sehen sich mit völlig anderen Umgebungs- und Betriebsbedingungen konfrontiert: Trocknungsanlagen in Lackierbereichen mit Temperaturen von 150, 200 oder gar 250 °C, verfahrenstechnische Prozesse mit aggressiven Medien, Elektroschweißanlagen mit erheblichen Schweißströmen und damit störenden Magnetfeldern sind nur einige Beispiele dafür, welche die Entwicklung spezieller Sensorbaureihen vorangetrieben haben.

Gerade für komplexe und hochinnovative Fertigungsprozesse bietet Pepperl + Fuchs eines der umfangreichsten Produktportfolios an, innerhalb derer schweißfeste Sensoren mit Magnetfeldfestigkeiten bis 200 mT in Kombination mit Reduktionsfaktor 1 und erhöhtem Schaltabstand, temperaturfeste Sensoren bis 250 °C, Sensoren für explosionsgefährdete Umgebungen aller Kategorien - um nur die wichtigsten Vertreter zu nennen - einen wachsenden Anteil gegenüber den Standard- Sensoren einnehmen.

Intelligente Sensoren

Neben den bekannten Sensoren mit binärem Ausgangssignal und wenig bis gar keinen Parametrier- und Diagnosemöglichkeiten nimmt der Einsatz intelligenter Sensoren auf Basis einer Pepperl + Fuchs-eigenen Technologie immer weiter zu. Sie bieten eine Fülle an Möglichkeiten, die bisher nur mit vergleichsweise hohem Aufwand realisierbar waren.

Die Kombination mehrerer induktiver oder kapazitiver Sensorelemente mit einer Mikrocontroller-basierten Steuerung und einer leistungsfähigen Software in einem Gehäuse ermöglicht die Realisierung verschiedenster Sensorikaufgaben: Analoge Weg- oder Winkelmessungen mit extrem hohen Aufl ösungen und Genauigkeiten, mehrere Schaltpunkte pro Sensor, die per Teach-in-Funktion vom Anwender selbst konfiguriert werden, zeitliche und räumliche Überwachung von Maschinenelementen sind nur einige Beispiele.

Induktive wie kapazitive Sensoren (die im übrigen keine speziellen Betätigungselemete wie Magnete oder ähnliches erfordern) in Kombination mit innovativen Software-Lösungen werden künftig Produkte entstehen lassen, die sich im harten Industriealltag genauso bewähren werden, wie es die konventionellen Näherungs-»Schalter« in der Vergangenheit getan haben.

Richtlinien und Normen

Ende Juni dieses Jahres jährte sich die heftig diskutierte und vielfach für Verunsicherung sorgende ATEXRichtlinie 94/9/EG zum ersten Mal. Doch nach wie vor herrscht bei Planern und Betreibern entsprechender Anlagen immer noch Verwirrung und Unkenntnis, inwiefern man durch diese Richtlinie betroffen ist.

Um so wichtiger ist es, dass Pepperl + Fuchs Produkte zur Verfügung stellt, die sowohl die Anforderungen der ATEX-Richtlinie erfüllen als auch Kundenanforderungen in vollem Umfang entgegenkommen: Auf Basis der bewährten Zündschutzart »Eigensicherheit« hat Pepperl + Fuchs ein breit gefächertes Produktprogramm entwickelt, das Gas- und Staub-Atmosphären abdeckt und in beiden Bereichen die Anforderungen der Kategorien 1 bis 3 erfüllt. Da das Ganze von ein und derselben Sensor-Familie abgedeckt wird, erhöht sich nicht nur die Sicherheit bei Auswahl und Montage deutlich. Auch Lager- und Verwaltungskosten lassen sich signifikant senken. Um das Ganze für den Anwender noch einfacher zu gestalten, wird auch dem Aspekt der funktionalen Sicherheit Rechnung getragen. Ein Großteil dieser Produkte erfüllt die geforderten Daten der IEC 61508, die als DIN EN 61508 mittlerweile in das deutsche Regelwerk aufgenommen wurde.

Erschienen in Ausgabe: 04/2004