Srdcem celého systému je tato čtecí hlava. Sestává z kamerového modulu s vestavěnou světelnou jednotkou. Hlava čte a dekóduje poziční značky vytištěné v podobě dvourozměrného kódu Data Matrix na samolepící kódovou pásku.
Pro hlavní nastavení slouží zdarma dodávaný software, je ale možné částečně použít také tlačítka manuálního nastavení.
Vše je vyvedeno na 8 pinový konektor, jak napájení a bitové signály, tak komunikace. Snímač můžete mít ve verzi komunikace přes RS485 (to je náš kus), dále PROFIBUS, SSI, CANopen, PROFINET a Ethernet/IP.
Verze čtecí hlavy s červeným LED světlem, dá se objednat také infra, nebo zelená LED verze. Napájení 15 ... 30 V DC, max. 200mA. Určeno také pro montáž do venkovního prostředí, takže krytí IP67 a teplota okolí 0 ... 60 °C, v případě suchého prostředí až od -20 °C.
Systém je velmi dobře imunní vůči okolnímu světlu.
Tato vypadá kódová páska, na označené poloze je údaj 1,8m, což značí, že se jedná o absolutní odměřování. Ta se obvykle lepí na stěnu výtahové šachty nebo montážní lištu jednokolejných dopravníků. Hlava snímače se poté montuje na paralelně se pohybující „vozidlo“, tedy například na kabinu výtahu nebo na šasi pohyblivé jednotky jednokolejného systému. Načtěte si kód přes nějakou mobilní aplikaci a uvidíte co a jak.
My jsme si tento kousek pro pokusy vytiskli z webu Pepperl + Fuchs pomocí hezké aplikace tady. Stačí zadat počáteční hodnotu a délku a aplikace vygeneruje pdf soubor s Data Matrix značkami. Je to také výborná možnost pro vytištění kousku opravného pásku.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
My jsme si ještě půjčili praktický stojánek pro vyzkoušení čtení, neboť jak uvidíme dále, je důležité dodržet ohniskovou vzdálenost, aby byl obraz dostatečně ostrý. Pro praktické použití dodává Pepperl+Fuchs kódovou pásku odolnou venkovnímu prostředí. Ta může být až 10 km dlouhá. Tento poziční systém lze bez omezení využívat i v opravdu obrovských provozech. Díky komplexní a snadné programovatelnosti a konfigurovatelnými vstupy a výstupy lze čtecí hlavu optimálně nastavit na jakoukoli konkrétní aplikaci.
Takto to vypadá v praxi, hlava čte polohu pásku v ose "X" s maximálním rozlišením 0,1mm, v ose "Y" (to je ta napříč páskou) hlídá polohu od středu, proto ty čtyři řádky DTM kódu. Hlava rozliší od dvou do osmi řádků, aby řídicí systém vždy věděl o této odchylce, například nerovnost vedení a podobně.
Montáž hlavy je možná pro 0/90/180/270' a také není problém instalace pod úhlem.
Ještě zbývá zmínit nějaký převodník USB/485. Vzhledem k vysokému krytí, je nutno do konektoru dostat jak data tak napájení 24V, v praxi využijeme hotový kabel s konektorem, nyní jsme si ale pomohli takovým "bastlíkem".
Jeden ofiko obrázek z příkladů použití tohoto absolutního odměřování v praktických aplikacích.
Je dobré hlavu řádně zaostřit, vlastně umístit v potřebné vzdálenosti od kódové pásky. Tento typ čtecí hlavy má pevné ohnisko na 80mm, tolerance +/- 1,5 cm. Rychlost pohybu hlavy, tedy zařízení, je maximálně 12,5 m/sec.!
Výrobce dodává verze ohniskové vzdálenosti 50/80/100 s tolerancí +/-1,5 cm (popřípadě +/- 2,5 cm u verze 6011), což je klasická provozní tolerance, ale systém čte i ve warning oblasti +/- 2,5 cm (popřípadě +/- 5 cm), což je velmi důležité u robustních konstrukcí, například jeřábů.
Pro celkové nastavení čtecí hlavy se používá software Vision Configurator, k downloadu na webu Pepperl+Fuchs včetně běžného driveru k RS485.
Samotný software slouží pro celou řadu produktů Pepperl+Fuchs, stačí vybrat náš PCV. Ještě je vhodné přihlásit se jako uživatel a ve skutečné aplikaci nastavit přístupy, aby nikdo nepovolaný nemohl nastavení změnit.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Tak a jsme připojení ke snímači. Úplně první je třeba překontrolovat, eventuálně nastavit, správnou vzdálenost hlavy a pásky. K tomu slouží tlačítko "Get image", které nám načte obrázek z hlavy do software. Tohle je přehledně vidět na naší videoukázce.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Software si natahuje obrázek ze čtecí hlavy.
Asi takto. Tohle je vzdálenost 80mm, není to úplně kritické, tolerance je dostatečná a i trochu mimo pro malé rychlosti tolik nevadí.
A už můžeme mrknout na údaje z čtecí hlavy. Momentálně pod ní nic není, měřit budeme polohu X a také Y (odchylku od středu).
Kódovací pásek máme vyroben s absolutní hodnotou 1,6m +/- nějaké drobné.
A už nám to měří, rozlišení jsme si upravili na 1mm. Absolutní poloha hlavy je 1,617 metrů, odchylka od středu -5mm. Tyto a ještě další data máme k dispozici v nadřazeném systému, PLC.
Procesní data si můžeme vybrat podle potřeby, zde efektní, ale v mnoha případech potřebné je měření rychlosti pohybu.
Nastavení základních měřících parametrů, je to jasně srozumitelné, co k čemu slouží.
Výstupy z čtecí hlavy jsou také konfigurovatelné, čtecí hlava jednoznačně pozná, jestli má něco dosahu, nebo větší odchylku. Červená LED zde signalizuje, že v dosahu není kódová páska, což je kritická chyba.
Hlava disponuje velkou spolehlivostí díky redundantnímu čtení, kde stačí jeden kód k určení správné polohy, čehož při odměřování s 1D kódem, tedy čárovým, nelze dosáhnout.
Ostatní výstupy jsou již na uživateli, co bude v aplikaci potřebovat. Některé vstupy je možné konfigurovat také jako výstupy, prostě využít vše naplno. Mimochodem hlava také pozná, že je špinavá a je potřeba ji očistit.
Ideální stav odměřování. Mezi další zajímavé vlastnosti Data Matrix polohového systému také patří: Určení pozice na ose X i Y, dlouhá životnost díky nepřítomnosti laserových diod, extrémní robustnost díky eliminaci mechanických dílů, velice úzká kódová páska, necitlivost vůči znečištění nebo poškození kódové pásky, bezespojová instalace kódové pásky, programování hlavy prostřednictvím PC, výstupní a vstupní signály DC libovolně konfigurovatelné a malý poloměr otáčení.
Videoukázka odměřování polohy s PCV80 a softwarem pro čtení dat.
https://www.youtube.com/watch?v=5Jd7GlzmTk8&feature=youtube
Závěr:
Poziční systém s datovou maticí PCV nabízí maximální flexibilitu a adaptibilitu ne pouze při výstavbě provozu, ale i při jeho pozdějších změnách. Na požadované místo lze umístit až 999 různých značek událostí. Dostáváte tak přímou kontrolu nad funkčními procesy bez softwaru.
Jaroslav Blažek
Doplňující odkazy k článku:
Pepperl+Fuchs kontakt CZ.
Optická čtecí hlava PCV80-F200-R4-V19, více zde.
Software Vision Configurator download tady.
Výběr snímače pro odměřování tady.
