제품 매니저 Michael Troska는 사용자를 위한 센서 융합의 이점에 대해 확신합니다.
융합된 측정 원리를 사용하는 기울기 센서
MEMS 센서("Micro Electro-Mechanical Systems"의 약어)는 가속과 같은 미세한 변화를 측정합니다. 컴팩트한 올라운드 장치는 이제 터크의 새로운 경사계를 포함하여 수많은 장치에 사용되고 있습니다. 이 경사계에는 자이로스코프도 내장되어 있으며 융합된 측정 원리로 전례 없는 역학을 가능하게 합니다. 터크 제품 매니저인 Michael Troska는 messweb 제작자 Dirk Schaar와의 인터뷰에서 사용자를 위한 센서 융합의 이점에 대해 설명합니다.
센서 융합의 주제와 이점은 한동안 업계에서 논의되었습니다. 언제부터 터크가 해당 건에 영향이 되고 있습니까?
터크는 오랜 시간동안 건설 차량, 굴삭기, 크레인, 휠 로더 또는 기타 차량과 같은 다양한 모바일 어플리케이션을 위한 경사계를 제공했지만, 제지 및 섬유 산업의 댄서 제어와 같은 기존 산업 부문에서도 제공했습니다. 기존의 경사계 기술로 많은 작업을 성공적으로 해결할 수 있지만 특정 어플리케이션의 경우 융합된 센서 기술이 더욱 성공적이었습니다. 따라서 우리는 한동안 센서 융합에 대해 연구해 왔으며 이제 IO-Link 인터페이스와 자이로스코프 및 MEMS 가속도계의 융합을 갖춘 첫 번째 장치를 발표했습니다.
기존 경사계의 한계는 무엇입니까?
기존의 경사계는 일반적으로 지구의 중력을 기준 신호로 사용하는 가속도계를 사용합니다. 센서가 기울어지면 더 이상 수직이 아니기 때문에 다른 가속도를 측정하지만 이는 각도 계산에 중요합니다. 예를 들어 진동, 충격 또는 가속, 제동 또는 코너링으로 인해 어플리케이션에 방해 가속이 있는 경우 측정 신호가 왜곡됩니다. 대부분의 제조업체는 필터 기능을 사용하여 출력 신호를 평활화하여 간섭을 줄입니다. 하지만 필터에는 결정적인 단점이 있습니다. 필터는 출력 신호를 매우 느리게 만들고 빠른 움직임은 필터링되기 때문에 센서에서 올바르게 감지하지 못할 수 있습니다. 이것이 우리가 융합 센서를 개발한 이유입니다.
MEMS와 자이로스코프 신호를 융합하면 사용자에게 어떤 이점이 있습니까?
MEMS 가속도계 외에도 각속도를 초당 각도로 기록하는 자이로스코프를 사용합니다. 주요 이점: 자이로스코프 신호가 가속에 반응하지 않습니다. 스마트 퓨전 알고리즘을 사용하여 가속도계와 자이로스코프 신호를 결합하면 움직이는 어플리케이션에서도 매우 반응적이며 매우 정확한 출력 신호를 얻습니다.
이 센서는 어떤 어플리케이션을 위해 특별히 설계되었습니까?
저는 주로 모바일 기계의 응용 분야를 봅니다. 예를 들어 AGV, 즉 끊임없이 이동하는 무인 운송 시스템을 상상해 봅시다. 예를 들어, 이 차량이 지속적으로 곡선을 그리며 이동한다면 일정한 외란, 즉 외란 가속이 존재하게 됩니다. 기존의 경사계는 이러한 간섭 가속도가 지속적으로 존재하기 때문에 걸러낼 수 없습니다. 이것이 바로 센서의 빠른 응답 시간이 필요한 동적 모바일 애플리케이션에서 특히 최고의 어플리케이션 분야를 보는 이유입니다.
움직이는 어플리케이션에서 달성할 수 있는 높은 역동성은 IO-Link에 의해 지원됩니다. 따라서 더 정확하고 빠른 결과라는 측면에서 고객을 위한 또 다른 이점은 무엇일까요? 만약 더 정확하고 빠르다면 그 이유는 무엇입니까?
우리는 프로토콜이 실제 사용자 데이터 외에 추가 정보를 전송할 수 있고 다른 이점도 있기 때문에 일반적으로 IO-Link에 크게 의존합니다. 예를 들어 당사의 경사계 시리즈에서는 작동 시간과 마찬가지로 각도 데이터 외에도 온도가 기록됩니다. 또한 IO-Link는 센서 정보 외에 어플리케이션에 대한 정보를 읽을 수도 있습니다. 이는 4-20mA의 아날로그 인터페이스가 제공할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 것입니다. 또한 IO-Link를 통한 통신은 EMC에서 매우 안정적이므로 사용자는 차폐되지 않은 3코어 케이블을 사용하여 비용을 절감할 수 있습니다.
센서의 특별한 기능은 소위 LED 수준기입니다. 이것의 목적은 무엇입니까?
수준기는 설치 보조 도구입니다. 즉, 프로세스 값을 전달하기 위해 설치 중에 사용자가 먼저 센서를 컨트롤러와 연결할 필요가 없습니다. 사용자는 24볼트가 공급되자마자 센서로부터 직접적인 피드백을 받습니다. 노란색 LED는 센서가 제로 위치 주변 ±0.5도 범위 내에 있을 때 계속 켜집니다.
터크에서는 이미 이러한 센서를 추가로 개발하고 있습니다. 이를 통해 무엇을 기대할 수 있습니까?
교란 진동을 억제하기 위해 경사계에서 MEMS 셀을 처음 사용한 후 이제 새로운 CMVT 진동 센서에서도 MEMS 셀을 사용하고 있습니다. 여기서는 그 반대로 진동을 정확하게 캡처하고 출력합니다. CMVT는 센서에 의해 측정되기 때문에 상태 모니터링, 진동 및 온도를 나타냅니다. 사용자가 IO-Link를 통해 센서의 프로세스 데이터, 즉 진동 속도를 읽을 때 기계에서 가능한 위험 가능성을 쉽게 결정할 수 있습니다. 진동 값이 시간이 지남에 따라 점진적으로 증가하거나 ISO 10816-3의 한계를 초과하면 사용자는 더 큰 손상이 발생하기 전에 조치가 필요하다는 것을 알게 됩니다.
센서 데이터는 또한 비용이 들기 때문에 너무 늦거나 너무 이르지 않게 목표 유지 관리 간격을 수행하는 데 도움이 됩니다. CMVT에는 IO-Link 외에도 스위칭 출력이 제공됩니다. 따라서 사용자는 설정된 한계값을 초과할 때 스위칭 출력이 응답하도록 센서를 쉽게 매개변수화할 수 있습니다. 그런 다음 예를 들어 녹색, 노란색 또는 빨간색으로 켜지는 타워 조명을 제어할 수 있습니다. 컨트롤러 통합이 필요 없이 이 모든 것이 완전히 자율적으로 이루어집니다. 당사의 터크 진동 모니터는 센서 시운전 및 작동을 단순화합니다. 이 도구는 모든 웹 브라우저에서 실시간으로 진동 및 온도 데이터를 시각화하고 추가 소프트웨어 없이 모든 터크 IO-Link 마스터를 통해 쉽게 사용할 수 있습니다. 이를 통해 사용자는 일정 기간 동안 측정된 진동 정보를 볼 수 있으며 필요한 경우 추가 분석을 위해 데이터를 엑셀을 통해 내보낼 수 있습니다.
저자 | 인터뷰는 messweb.de와 GOing의 편집장 Dirk Schaar가 진행했습니다.
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