Misura basata su PC per banchi prova e acquisizione dati

L'integrazione fluida della tecnica di misura di precisione nelle architetture di controllo esistenti ottimizza la qualità dei dati nelle applicazioni per banchi prova e acquisizione dati. Presso la fiera SENSOR plus TEST di Norimberga, dal nove all'undici giugno, viene presentata una catena di misura completa che si etende dal collegamento dei sensori fino agli ambienti cloud, impiegata sia nell'elettromobilità sia nell'industria dell'idrogeno.

Infrastruttura di misura scalabile e integrazione del bus di campo
La crescente complessità dei processi industriali richiede una trasmissione sincrona di grandi volumi di dati in tempo reale. Il collegamento di moduli hardware e software nei gradi di protezione IP20 e IP67 consente di ottenere una scalabilità flessibile. Il bus di campo ad alta velocità EtherCAT costituisce la base ad alte prestazioni, che può essere ampliata con la variante gigabit EtherCAT G qualora sia necessaria una maggiore larghezza di banda. L'integrazione completa nel software di controllo TwinCAT consente una configurazione personalizzata dei sensori collegati direttamente all'interno del sistema di controllo della produzione automatizzata.

Misurazione della tensione di cella per la produzione di batterie e l'industria dell'idrogeno
Per il monitoraggio ad alta risoluzione a breve e lungo termine delle tensioni delle singole celle in accumulatori o celle a combustibile a idrogeno, si utilizzano morsetti EtherCAT specializzati. I morsetti di ingresso analogici EL3008-0003 per otto volte più o meno tre volt e EL3008-0005 per otto volte più o meno pfv volt supportano l'acquisizione di tensioni sovrapposte fino a millecinquecento volt nella categoria di misura CAT II. Il cablaggio in cascata riduce significativamente l'impegno di installazione nel monitoraggio di grandi banchi di celle.

Analisi di rete e monitoraggio dello stato decentrato
Per l'analisi di rete e la gestione dell'energia all'interno della digital supply chain, viene utilizzato il morsetto EtherCAT EL3475 in kombinazione con i trasformatori di corrente a nucleo aperto per piccoli segnali della serie SCL6xxx. Questa combinazione consente una precisa analisi di rete attraverso il rilevamento di tutti i parametri elettrici rilevanti. L'impiego di targhette elettroniche e cavi precablati riduce al minimo gli errori di configurazione e facilita l'aggiornamento dei sistemi esistenti. I dati energetici raccolti possono essere trasferiti direttamente tramite il sistema bus all'interno di strumenti di analisi di livello superiore e ambienti cloud.

Per il monitoraggio dello stato decentrato e il rilevamento dinamico della posizione direttamente sulla macchina, si utilizza il robusto modulo IP67 EP3751-0260. Questo modulo EtherCAT Box combina un sensore di accelerazione a tre assi con un giroscopio a tre assi. Con una risoluzione di venti bit e una frequenza di campionamento di quattro kilohertz, il sistema registra con precisione i movimenti rotatori e le vibrazioni. La resistenza meccanica agli urti, alle vibrazioni e la compatibilità elettromagnetica della custodia garantiscono un funzionamento affidabile anche in condizioni ambientali estreme, assicurando la coerenza dei dati all'interno dell'automotive data ecosystem.

Contesto aggiuntivo: Questa sezione descrive le specifiche tecniche e il benchmarking competitivo non inclusi nell'annuncio originale del prodotto
Nel campo della tecnica di misura industriale e dell'acquisizione dati, i sistemi basati su PC competono direttamente con i sistemi di acquisizione dati dedicati e proprietari di produttori quali National Instruments o Hottinger Bruel and Kjaer. Mentre i sistemi di misura tradizionali richiedono spesso amplificatori di misura separati e licenze software specializzate, l'approccio di Beckhoff elimina questi silos hardware posizionando la tecnologia di misura direttamente sulla guida DIN come un normale modulo di ingresso e uscita o in modo decentrato sul campo.

L'acquisizione di tensioni sovrapposte fino a millecinquecento volt con i morsetti di misura della tensione di cella rappresenta un criterio importante durante il collaudo di batterie ad alta tensione per autovetture, poiché le moderne architetture di trazione utilizzano livelli di tensione di ottocento volt e oltre. Rispetto ai banchi prova specializzati nella gestione delle batterie, che spesso utilizzano moduli di condizionamento del segnale isolati, il cablaggio EtherCAT in cascata riduce i costi di sistema e riduce la latenza di trasmissione dei dati al controllore centrale.

Per il monitoraggio delle vibrazioni decentrato, la combinazione di un sensore di accelerazione e un giroscopio in una custodia IP67 con una frequenza di campionamento di quattro kilohertz e una risoluzione di venti bit offre vantaggi funzionali rispetto ai sistemi di monitoraggio dello stato standard, che spesso registrano solo le ampiezze delle vibrazioni senza variazioni di posizione rotatoria. Questa elevata densità di integrazione riduce il numero di teste sensore e cavi necessari sulle parti mobili della macchina, riducendo di conseguenza la probabilità di guasti meccanici in ambienti industriali gravosi.

Modificato da Maria Brueva, redattrice di Induportals – adattato dall'IA.

www.beckhoff.com