IO-Link Measuring Electronics

IO-Link Messverstärker digitalisieren das Signal einer DMS-Vollbrücke direkt an Wägezellen oder Kraftaufnehmern und übergeben es als standardisiertes IO-Link Signal an die Steuerung. Ohne Analogeingangskarte, über ungeschirmte Standardleitung und M12-Steckverbinder. Kompakte Bauform ab 72 x 28 x 35 mm, Schutzart mindestens IP65, Messbereich frei einstellbar.

Was IO-Link Messverstärker an Wägezelle oder Kraftaufnehmer verändern

Eine Wägezelle liefert ein Signal von wenigen Millivolt. Klassisch wird dieses Signal über ein geschirmtes Kabel in den Schaltschrank geführt, dort verstärkt und in 4…20 mA oder 0…10 V gewandelt, und von einer Analogeingangskarte wieder digitalisiert. Jeder dieser Schritte kostet Genauigkeit, Verkabelungsaufwand und Platz.

Ein IO-Link Messverstärker setzt die Digitalisierung an den Anfang. Er sitzt unmittelbar am Sensor, speist die Messbrücke, wandelt das Signal mit 16 Bit und gibt den Wert digital weiter. Ab diesem Punkt ist der Messwert ein Datum und kein Analogsignal mehr, das sich unterwegs verändern könnte.

Praktisch heißt das: keine freie Analogkarte nötig, ungeschirmte Standardleitung statt Messkabel, M12-Steckverbinder statt Klemmen, und die Auflösung wird nicht mehr von der Eingangskarte begrenzt. Der Messbereich ist frei im Bereich -32000 bis +32000 skalierbar, sodass Sie direkt in Newton, Kilonewton oder Kilogramm arbeiten. Grundlagen zur Technologie finden Sie auf unserer Seite zu IO-Link.

Der unterschätzte Vorteil: Sensortausch ohne Nacharbeit

Bei analoger Auswertung bedeutet ein Zellentausch immer Nacharbeit. Kennwert und Nullpunkt der neuen Zelle weichen ab, also muss neu skaliert oder mit Prüfgewichten neu kalibriert werden, meist von jemandem, der weiß, wie das Gerät bedient wird.

Im IO-Link System liegen die Parameter im Master. Wird ein Gerät ersetzt, lädt der Master die gespeicherten Einstellungen automatisch in das neue Gerät. Fehleinstellungen durch manuelle Parametrierung entfallen, und der Tausch ist auch von der Instandhaltung ohne Messtechnikkenntnisse durchführbar. Für Serienmaschinenbauer ist derselbe Mechanismus doppelt wertvoll: alle Maschinen einer Serie erhalten identische Parameter, reproduzierbar und dokumentiert.

Diagnose und Statistik aus dem Gerät

Über IO-Link kommen nicht nur Messwerte, sondern auch Zustandsinformationen aus einer Leitung. Je nach Gerät stehen Minimum, Maximum, Spitzenwert, Betriebsstundenzähler und Lastkollektiv zur Verfügung.

Das öffnet Anwendungen, die mit einem Analogsignal nicht möglich sind. Ein Lastkollektiv zeigt, wie oft ein Bauteil in welchem Lastbereich beansprucht wurde, und damit, ob eine Presse oder ein Hebezeug innerhalb ihrer Auslegung betrieben wird. Ein aufgezeichneter Spitzenwert verrät eine Überlast, die im zyklischen Prozesswert längst wieder verschwunden war. Und die Gerätediagnose meldet Leitungsbruch oder Sensorfehler, statt nur einen unplausiblen Wert zu liefern.

Zwei Wege zur IO-Link Wägezelle

Separater Messverstärker am Sensor. Das Modul wird nahe der vorhandenen Zelle montiert und macht aus jeder DMS-Vollbrücke ein IO-Link Gerät. Der Weg für Nachrüstungen und für Fälle, in denen Sie den Sensortyp beibehalten wollen. Angeschlossen werden Brücken ab 350 Ohm bei 3 V Speisung, das Gehäuse ist mit mindestens IP65 geschützt und klein genug, um im Maschinenrahmen statt im Schaltschrank zu sitzen.

Zelle mit integrierter Elektronik. Hier steckt der Verstärker im Sensorgehäuse, es gibt nur ein Gerät und ein Kabel. Die kompaktere und robustere Lösung für Neukonstruktionen, wenn kein Platz für ein zusätzliches Modul ist. Alle unsere Wägezellen und Kraftaufnehmer lassen sich auf diese Weise mit IO-Link ausstatten; für Sonderbauformen entwickeln wir kundenspezifische Aufnehmer mit integrierter Schnittstelle.

Inbetriebnahme

Für die Einbindung laden Sie die IODD-Datei des Geräts in Ihr Engineering-Tool, danach sind Parameter und Prozessdaten benannt und beschrieben verfügbar. Skalierung, Nullpunkt und Filter werden im Master eingestellt, nicht am Gerät, was auch heißt: kein Öffnen von Gehäusen und keine Potentiometer. IODD-Datei, Datenblatt und CAD-Modell stehen bei jedem Artikel zum Download bereit.

Weil IO-Link herstellerübergreifend genormt und feldbusunabhängig ist, arbeiten die Geräte mit den üblichen Mastern und Steuerungen zusammen, unabhängig davon, ob darüber PROFINET, EtherCAT oder ein anderer Bus liegt.

Wann IO-Link nicht die richtige Wahl ist

Drei Fälle sprechen dagegen, und es ist besser, sie vorher zu kennen.

Schnelle dynamische Messungen. IO-Link überträgt zyklisch mit einer Zykluszeit im Millisekundenbereich. Für Wägen, Dosieren, Kraftüberwachung und Grenzwertkontrolle ist das reichlich. Wollen Sie einen Kraftverlauf bei einem Schlag- oder Fügevorgang mit hoher Rate aufzeichnen, nehmen Sie einen DMS-Messverstärker mit entsprechender Bandbreite.

Große Entfernungen. IO-Link ist eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit begrenzter Leitungslänge. Für den Weg vom Silo im Außenbereich in den Leitstand ist ein Wägetransmitter mit Bus- oder Analogausgang die passende Lösung.

Eine einzelne Wägestelle ohne IO-Link Infrastruktur. Wenn kein Master vorhanden ist und eine Analogkarte frei liegt, ist die analoge Lösung günstiger. IO-Link rechnet sich, sobald mehrere Geräte an einem Master hängen oder die genannten Diagnose- und Tauschvorteile zählen.

Für den eichpflichtigen Verkehr ist die Kombination aus Zelle und IO-Link Verstärker nicht gedacht; dort führen Wägeindikatoren mit entsprechender Zulassung zum Ziel.

Typische Anwendungen

Press- und Fügekraftüberwachung, Einpressvorgänge mit Kraft-Weg-Bewertung, Greifer- und Spannkraftmessung in der Handhabung, Werkzeug- und Prozessüberwachung, Behälterwägung innerhalb von Maschinen, Überlastüberwachung an Hebezeugen und Vorrichtungen, Kraftmessung in Prüfeinrichtungen der laufenden Produktion.

Passende Komponenten

Die Sensoren finden Sie bei den Wägezellen und Kraftaufnehmern und speziell bei den Zug- und Druck-Kraftaufnehmern, weitere Auswerteelektronik in der Messelektronik. Damit Sie in der Einheit Ihrer Anwendung messen und nicht in mV/V, kalibrieren wir die Messkette auf Wunsch nach ISO 17025 im eigenen Labor.

Bei der Auswahl von Verstärker, Sensor und Skalierung beraten unsere Ingenieure Sie direkt.