Manufactoring Monitoring E1 2004

Измерения в промышленности


Автоматическийконтроль

Материал…

Производственныйпроцесс

Измерительнаятехнология

ВВ процессепроцессе … … формовки сырых материаловформовки сырых материалов

ВВ процессепроцессе … … сборкисборки

… продукция


Сборка� (запрессовка, гофрирование, скручивание,клепание)

Прессование� (штамповка,прокат, разметка)

Прессование сырых материалов� (прессование таблеток, штамповка пластика)

Промышленный контроль


Контроль станков� (напряжение балок, резка жидкостью, напряжение резьбы,

� сверление, вибрация)Функциональные тесты

� (рулевая система, сиденья, соединения, � переключатели, пружины, детали вращения)

Производственный контроль


Производственный контрольКонтроль запрессовки и подготовка сигнала для контроля качества или статических процессов:

� Двигатели� Трансмиссия� Вспомогательные

компоненты�И другое

Качество и усовершенствованная технология


Усовершенствованная технология

Измерениесилы/смещения в листовых прессах и монетных штампах



Application:

Взвешивание бункеров

Встроенное в Profibus DP сеть

Быстрый сигнал тревоги


Надежный контроль


Важно : “Автомобильный сегмент”ПроизводствоПроизводство автомобилейавтомобилей

Проект !

ИнженерныеИнженерные компаниикомпании

субподрядчикисубподрядчики

ФабрикиФабрики


Индустриальные усилители …??? Какой тип ???


- Устойчивость к помехам - Гибкость

�Быстрая установка�Информация о динамических процессах

-Подключение к контрольной системе- Компактный дизайн, повторяемость/точность

Требование к индустриальным усилителям


Технологии усилителей

�DC измерительные усилители с питанием тензодатчиков высокоточным и стабильным постоянным напряжением�CF Измерительные усилители несущей частоты с питанием тензо-/индуктивных датчиков высокоточным и стабильным переменным напряжением.


DC усилитель

CF CF илиили DC DC усилительусилитель

DC питание


CF усилитель

CF CF илиили DC DC усилительусилитель

CF питание


Прохождение сигнала через СF - усилитель:CF CF илиили DC DC усилительусилитель

сигнал

Питающеенапряжение

Несущая частота

демодулятор

выход

процесс

Сигналдатчика

Выходнойсигнал


Емкостной эффект при экранировании

Нет эффекта

Емкостной эффект

1

2

4

31, 2, 3, 4, ..

Провода в кабеле

Экран кабеля


Ширина полосы при DC1 = термоэлектрическоенапряжение

0B

fg

Частота

Амплитуда100 %

1 2

Полоса пропускания

2 = Системна частота

Гармонические волны


Полоса пропускания CF

B

fTF

Frequency0

Амплитуда100 %

12

1 = Термоэлектрическое напряжение

2 = Системная частота

Гармонические волны

Для использования в автоматизированных линиях контроля производствалучше подходят HBM измерительные усилители несущей частоты!!!


f

A

fft

f g

DC измерительный усилитель:

Все сигналы преобразуются, термоэлектрические напряжения,системные сбои и другие влияния

Усилитель несущей частоты:

Преобразуется только сигнал несущей частоты

A

CF CF илиили DC DC усилителиусилители


СравнениеСравнение технологийтехнологийDC усилитель

100

0

0 Time

UO

utpu

t(in

%)

90

10

tA

4 µs

fg≈ 10000Hz

(in %

)

0 Time

177 µsO

utpu

t

10090

100

tA

CF усилитель(4.8kHz)

fg≈ 1000Hz

CF усилитель(600 Hz)

(in %

)

0 Time

1.4 ms

Out

put

10090

100

tA

fg≈ 100Hz

Динамика измерительного процесса определяется технологией!!!


Промышленные измерительные усилители

В промышленных измерениях специальные требования к устойчивости от посторонних влияний:

Действительно при измерении механических параметров, результат измерений должен быть свободен от влияния магнитных полей, например от электродвигателей или от переключения контактов.


EMC-устойчивое соединение

Greenline соединение

MP MP

0 0 00

PA

с потенциальным выравниванием


Подключение усилителей через шину


�Скорость передачи

�Эффективность сообщений

�Длинна кабеля

�Покрытие

�Цена

Критерии выбора протокола обмена


Шины

Стоимость защитных средств и установки� Аппаратная часть (защита I/Os, терминалы, изоляторы)� Быстрая и надежная установка

Стоимость инженерных ресурсов�Простая конфигурация�Легкость расширения�Легкая и быстрая установка

Большая гибкость�Большая функциональность�Большая доступность и меньше простоев


Аналоговая технология / Шина

Инженерныересурсы

Установка

Комплектующие

51%

23%

27%

22%

22%

12%

0%

50%

100%100%

57%

Аналоговая технология

Экономия средств > 40%

Шина

Главное преимущество при использования шины


CAN шина

�Больше одного управляющего устройства

�Топология: линейная структура

�Бод максимум. 1 Mбод (40 м)

�Реальное время для сообщений высокой важности

�Большое количество устройств: 128 (устройств)

CAN open


CAN шина

25

50

100

250

500 1000

10

100

1000

max. length

(m)

1000 800 500 250 125 50Baud rate (kBaud)


CANopen/ ProfibusDP преобразователь

�Модульная связь: измерительные задачимогут быть выполнены в CAN, математический анализ в CAN

�Интерфейс в мир автоматизации: Profibus DP


CAN и продукция HBM

При выборе промышленных PME систем (MP01...MP85DP), CAN шина является параметром интерфейсаВсе системные параметры могут быть установлены и считаны через CAN интерфейс.PME установка при помощи SDO команд.

MGCplus всегда имеетCANopen интерфейс


SPS

PROFIBUS-DP

Мастер

Подчиненный

RS 485 до 12 Mбит/с

Сегментответвление/связь

IEC 1158-2 на 31.25kбит/с

PROFIBUS-PA

Profibus DP архитектура


PROFIBUS конфигуратор

Конфигура

ция шины

SPS

PROFIBUS

Мастер


Profibus DP - GSD/GSE fileКаждый пользователь использует GSD файл

для главных установок имастер/подчиненный

взаимосвязей


Profibus DPV1

�Установка и присвоение всех параметров MP85DP в операционном режиме

�В отличии от Profibus DP, Profibus DPV1 производит циклические и не циклические операции

�DPV1 регистрируется как DPV1- «уступчивый» мастер

�Подчиненный без DPV1 может продолжать работать с шиной как обычно


Циклическое время шины[ms]


12 MBit/s

1.5 MBit/s

500 kBit/s

18

14

10

6

2

10 20 302

Profibus DP циклическое время шины

Отличия: Каждый подчиненный имеет 2 байта входных данных и 2 байта выходных. Минимальный интервал времени подчиненного 200 микросекунд


Profibus и продукция HBM

С промышленными системами PME (MP01...MP85DP), Profibus доступна, как расширениеProfibus модули всегда доступны для MGCplus


Ethernet

-Малые пакеты данных-Максимально высокая доступность сети-Циклическая передача-Режим реального времени

-Большие пакеты данных-Усредненная доступность сети-Нециклическая передача-Процесс не требует режима реального времени

Данные

-Расширенныйтемпературный диапазон,пыль, влажность, вибрации-Возможны механические и химические воздействия-Высокие электромагнитные помехи

-Стандартный температурный диапазон, мало пыли, влажности и вибраций. Нет механических и химических воздействий-Нет электромагнитных помех

Условия

-Специальная разводка кабеля-Разъемы с защитой IP67-Дополнительная разводка

-Базовая установка-Подключение различных устройств

Установка

ПромышленностьОфис


Ethernet и продукция HBM

Всегда присутствует в модульных многоканальных системах (MGCplus) и планируется для индустриального 2-х канального модуля контроля запрессовки.


Profibus

InterbusCAN-Bus

Ethernet

MGCplus

MGCplus, MGCpress

MGCplus, MGCpress

PME-тип PME

PME-тип

HBM системы шин

AED


Контроль производства –Промышленные измерительные усилители

Группа продукции V

АналоговыеАналоговые ЦифровыеЦифровые

Clip MGA II MVD PME-тип


Контроль станков

Уменьшает простои

Измерениенатяжения :

Печатный станок


Вал с

2 x LK1

2 x LK1

ВалБумага

AE301S6

Измерительная цепь – печатный станок


Параметры

� Усилитель и дополнительные устройства для тензодатчиков с полныммостом и индуктивных с ½ и полным мостом� Модули монтируются в защитный короб в соответствии с DIN EN 50022� Класс точности 0.1� Настройка через переключатели DIP и потенциометры� Clip IG промышленный усилитель (алюминиевый корпус) IP65

Clip (AExxx)


AE101:

DC усилитель для тензодатчиков с полным мостом; для статического и динамического измерения (<6kHz); 0.1 ... 8мВ/В диапазон измерения

AE301 (S6/S7):

CF усилитель (600Hz) для полномостовых тензодатчиков; Высокая стабильность нуля; расширение до 4 тензодатчиков подключенных в параллель; 0.03%нелинейность; 0.2 ... 8мВ/В диапазон измеренияAE501:

CF усилитель (4.8 kHz) для индуктивных ½ и полномостовых датчиков; 8 ... 400мВ/В диапазон измерения


GR201: Два предельных переключателя с 2 раздельными входами; Диапазон напряжения –10V до +10V; переключаемые установки, гистерезис и переключаемое время может быть выбраноTS101: Автоматическая тарировка; запоминает пиковые значения; функция выбора кривой

NT101A, NT102A:Питание для модулей (230V, 115V/50 ... 60Hz); до 4 модулей может быть подключено (15V= / max. 650mA); с защитой от перегрузки


Функциональные испытания

Качество и усовершенствование изготовления

Измерение силы и перемещения в испытательных стендах для сцепления

Измерение крутящего момента в испытательных стендах рулевого управления


Каналы измерения – части рулевого управления

цифровой24В-Сигнал

Датчик крутящего момента T4

Усилитель MVD 2555 PLC

A/D LSPeak

Clear


Характеристики

� Для работающих устройств и испытательных стендов� усилитель с несущей частотой 4.8 кГц для тензорезисторов ½ и полномостовых, индуктивности ½ и полномостовые, LVDTs, пьезорезистивные датчики,потенциометры� Легкость установки всех параметров с лицевой панели� 4 переключателя пределов� Масштабируемый аналоговый выход (±10В, ±20мА, 4...20мА)� Хранение двух пиковых значение (min./max.)� Серийный интерфейс для установки параметров и вывод измерений


Штамповка сырых материалов

Надежность продукции

Измерение силы при прессовании таблеток и при штамповке пластика


Измерения – прессовка таблеток

U9B

Бункер

Валдавлен. Штамп

Pill

ME50S6

Шина


Установка в действии

Испытаниепрессования таблеток

Очень медленная операция


Характеристики

� Модульная система с CF- иDC- усилителями� Легкость установки (ноль, диапазон)� гибкость в подключении

Опции� Переключаемые аналоговые выходы(±10В, ±20мА, 4...20мА)

Многоканальные системы


ME10, DC: DC усилитель, для тензодатчиков, максимальная частота измерений1010кГцкГц..ME10 используется для динамических измеренийдинамических измерений процессов, как например подбор силы при перфорировании или задачи прессовки.

ME30, 600 Hz CF: Усилитель для тензодатчиков для низкочастотных низкочастотных измерительных процессовизмерительных процессов. Хорошая стабильность нулевой точки делает возможным использование в статических и квазистатических измерительных процессах, таких как взвешивание, дозирование или измерение силы или давления в промышленных испытательных стендах

ME50, 4.8 kHz CF: Усилитель для индуктивных датчиков. ME50 . ME50 может может быть использован длябыть использован для статических и динамических измерительных процессов.

ME50S6, 4.8 kHz CF: Усилитель для тензодатчиков. ME50S6 обычно используется для устройства с измерением силы и перемещенияустройства с измерением силы и перемещения


DA12: Цифровой индикаторЦифровой индикатор с 4 1/2 цифровой LED дисплей, переключение между 12 каналами

AP01: Стандартная коммуникационная платаСтандартная коммуникационная плата для датчиков подключаемых используя Sub-D разъем.

AP03: Коммуникационная плата для подключения датчиков 77--пинпинMSMS разъемразъем.

AP11: Коммуникационная плата для подключения датчиков LemosaLemosasocketssockets.


CPU

AD A

DСигналСигнал Подготовка сигнала ЗначениеЗначение

Высокоскоростная связь

Командная шина

Модульная архитектура

Мультиканальные системы


Базовая структура

Мультиканальная система


Тензо-датчик

Индуктив-ность

Потенциометр Термо-пара

UI

Ток/Напряжение

Пьезо-электрические

Частотные

ϑ

Pt100, Pt1000

USBUSB

Мультиканальная система


UI ϑ

DMS Induktiv Potentiometer Thermo-elemente

Spannung/Strom

Pieze-elektrisch

Frequenz Pt100, Pt1000

Модульная концепция



Левый/правый крутящий момент

Сила Сила

Давление 1 Давление 2 Поток Температура

Комплексный функциональный контроль


CP22MGCplus

Ethernet

PC

ML55B AP13

ML55B AP13

ML801 AP809

ML55B AP13

ML01B AP09

ML01B AP09

Крутящий момент

Md

F1

Давление

СилаF2

P1

P2

DFПоток

Температура



Дизайн & точность - PME тип�Для сохранности модулей автоматизации, модули PMEтипа могут быть расположены DIN рельсе

�Класс точности PME модулей используемых в контроле производства 0.03-0.1%


PME тип - MP55 характеристики

� Подключение тензорезисторных и индуктивных датчиков ½ и полный мост, LVDTs, пьезорезисторные датчики и потенциометры� 0.05Hz...500Hz цифровой фильтр

� 0.1 точность

Модуль несущей частоты 4.8кГц


Пиковые значения для процесса запрессовки

Датчик силы Усилитель SPSСила

Время

GW1

GW2

Max

Istwert

Пиковое значение

PME (MP55)

A/D PEAKGW2

GW1

Запуск/остановка

T

Тара

SPS

HBM решение:


PME тип - MP55Базовая структура



� 1V; 2.5V; 5V питание моста, выбирается

� 3 входа датчиков: 0.15...3мВ/В; 2.5...50мВ/В; 25...500мВ/В (с 5В питания)

� 220...5000Ω входной диапазон (с 5Впитание)


PME тип - MP55/MP30/MP60

Порт для ПК

CAN для измерений, выход на ПК.

Сенсорные клавиши

Жесткая алюминиевая пластина

DC напряжение питания:

24 В (18...30В)

15-пин SubD разъем для подключения датчика

4 I/Os каждый (24 В)

Логическая шина, CAN к другим PME модулям

2-х линейный арифметический LCD дисплей

9-пин SubD разъем для Profibus DP


PME тип - MP30/MP55/MP60 общие параметры

� запись 2-х пиковых значений

� 4 релейных переключателя предельных значений

� Память для 4 параметров установки

� 4 электрически изолированных контрольных I/Os

� Переключаемый аналоговый выход (±10В, ±20мA, 4...20мA)

� CANopen интерфейс (1000измерений/с максимальная скорость цифрового выхода)


Применение:

Взвешивание бункера

встроен в Profibus DP сеть

Быстрый выход сигнала тревоги



� Подключение тензодатчиков с полным мостом

� 0.05Hz...20Hz цифровой фильтр

� 0.03 класс точности

Усилитель несущей частоты 600 Гц




PME тип - MP30 характеристика

� 5В напряжение питания моста

� 0.15...3мВ/В входная чувствительность

� 60...5000Ω входной диапазон

� Параллельное подключение до 6 датчиков

� Автокалибровка


MP60 PME MP60 PME модульмодуль

ИспытательныйИспытательный стенд для двигателейстенд для двигателей


ПК

CAN

T10F

Md

n

MP60

MP60

Измерение крутящего момента карданной передачи HBM Решение:


Испытательныйстенддля измерения параметровсиденья в автомобиле

Испытательный стенд для автомобильного сиденья

MP60DP MP07 MP60DP MP07 модульмодуль



�Подключение импульсного счетчика илиHBM фланец крутящего момента

�Частотные измерения и счетчик импульсов до 1000kГц

� 0.05 класс точности

Частотный измерительный модуль




Вращающийся стол с 51 плунжером и системой дозирования

Станок для прессовки таблеток

MP55 PME модуль


Наполняющая труба

Выходные каналы

Вращающийся стол

Плунжеры

Вращающийся стол

Датчик силы

MP55 модулиCAN BusCAN Bus

Станок для прессования таблеток


Прессовой автомат

MP55 IBS PME модуль

Автоматическая система для изготовления прессованных частей.

Прессование керамического и металлического порошка в формы...


Profibus DPProfibus DPGatewayGateway

MP70DPMP70DP

MP70DPMP70DPMP70DP24V DC24V DC

Profibus DPProfibus DP

MPxxMPxxMPxx

MPxxMPxxMPxx

CA

NC

AN

Испытательный стенд…


MP70DP до 8 каналов в одном Profibus модуле

Profibus DPпереходник

MP70DPMP70DPMP70DP24V DC24V DC

Profibus DPProfibus DP

MPxxMPxxMPxx

MPxxMPxxMPxx

MPxxMPxxMPxx

11

22

..

..

..

..

88

CA

NC

AN


- Модульная структура

- Быстрая замена

- Стандартный интерфейс (CAN/Profibus)- Не центрированная система- Легкость установки-100%-компьютерный контроль

- Цифровой сигнал (высокая повторяемость)

- Легкость калибровки

Преимущества для пользователя:


MP70DP до 8 каналов на одинProfibus модуль


Гибкость подключенияИспользованиетерминала с CAN интерфейсом

SPS с Profibus DP

PME

Аналоговый выход±10V

CANopen интерфейс

Profibus DP Интерфейс

ИзмерительноеПО

CANopen

интерфейс

Цифровой выход


PME – Setup-Assistent система на CD

CAN – USB Dongle

Используйтетерминал с CAN интерфейсом

Установка с PME-SETUP-программного обеспечения…

Измерения в промышленности... Измерительное ПО, PME модулей... Передача данных, отображение данных... Контроль процессов производства

Параметрыусилителя

Предел/Пик

Установкануля

тарировка


Запрессовка

Измерение силы и перемещения при изготовлении стула


...для всех задач запрессовки и тестирования

...усилитель и контроллерв одном корпусе


Датчик иусилитель

Оценкакритериев

Хранениеданных

Специальныефункции

Установка

Запись/Вызов

Измерение/визуализация

Измерения

2-канальный контроль запрессовкиГибкость

Измерения в промышленностиMP85 – многофункциональный для производственного контроля

� Оценка x-y кривых

� до 9 окон допуска или

� огибающими кривыми

� до 31 установок параметров

� опция MMC память для хранения данных

� контроль в реальном времени

� Встроенные статистические функции� 3D графика

� гистограмма с 9 классами для каждого окна для каждой установки параметров


Легкость адаптации усилителя к датчикам


Легкость нахождения

Оценочных критериев


Сила

Перемещение

> > > >

Контроль кривой окнами допуска

Контроль запрессовки


Контроль кривой огибающими кривыми

Может быть ограничена полиномом заданным до 64точек

Применение – контроль запрессовки

Перемещение

Сила


Окно возврата – возврат к стартовой позиции

4,6mm5,7mm


�Определение дефектных частей в процессе производства

�Нет деструктивных тестов

�Защита машины

Последовательность запрессовки


Пример применения


Пример применения

MP85DP

2-канальный контрольс помощью датчиков в заклепочном пистолете

HBM решение:

F/s

Profibus DPV1

S7

MP85DP


Пример примененияКонтроль запрессовки при

выпуске капотов


Выпуск капотов - Процесс IO


Сильно пружинит капот. Процесс NIO

Измерения в промышленностиНедостаточно пружинит капот -Процесс NIO


Реализация идеиMP85 процесс-контроллер……подключите к дисплею через CAN-BUS

ДисплейDT85

Датчики

Процесс-контроллерMP85


CAN

Модельное решение:

� Модульная структура� Один дисплей на 32 MP85

До 32 MP85 на 1 дисплей


Используют


Испытание рулевого механизма


... за внимание

Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH

Im Tiefen See 45

D-64293 Darmstadt

www.hbm.com

Представительство НВМ в Украине

ЧП Анвит

Г.Киев ул. Гарматна 8 к.6

Тел: 451-46-99

[email protected]

Manufactoring Monitoring E1 2004

Documents