月: 2023年6月

Was ist ein optischer Leistungsmesser?

Ein optischer Leistungsmesser ist ein Gerät zur Messung der Intensität (Leistung) von Licht.

Die Bezeichnung ‚optische Leistungsmesser‘ wird für die Messung der Lichtintensität verwendet, insbesondere für die faseroptische Kommunikation. Je nach Art des zu messenden Lichts und dem System der Maßeinheiten werden verschiedene Bezeichnungen verwendet: Laserleistungsmesser, Bestrahlungsstärkemesser, Photometer und Beleuchtungsstärkemesser, um nur einige Beispiele zu nennen.

Neben den verschiedenen Bezeichnungen unterscheiden sich auch die Einheiten, die zur Anzeige der Messergebnisse verwendet werden, doch haben sie alle gemeinsam, dass sie die physikalische Intensität des Lichts darstellen.

Anwendungen von optischen Leistungsmessern

Optische Leistungsmesser werden eingesetzt, wenn der absolute Wert der Lichtintensität genau gemessen werden muss.

Sie sind ein sehr vielseitiges Gerät zur Messung der Lichtintensität und werden zur Messung der Leistung verschiedener Lichtquellen verwendet, einschließlich Lichtquellen mit Kommunikationswellenlängen für die faseroptische Kommunikation und Allzwecklichtquellen wie verschiedene Laser und LEDs. Sie sind auch preisgünstig und es gibt viele kleine, handliche Typen, die nicht nur im Labor, sondern auch an verschiedenen anderen Orten eingesetzt werden können.

Die Messung der Intensität des verwendeten Lichts ist z. B. für den sicheren und korrekten Umgang mit Laserquellen sehr wichtig, da zu starkes Licht für lebende Organismen giftig und gefährlich sein kann, z. B. durch Schädigung der Augen.

Funktionsweise der optischen Leistungsmesser

Die Funktionsweise eines optischen Leistungsmessers beruht auf dem Einsatz von Messfühlern wie Fotodioden und Biosensoren, die den fotoelektrischen Effekt nutzen, um den Intensitätswert des gemessenen Lichts in eine physikalische Größe wie einen Stromwert oder eine Temperaturänderung umzuwandeln.

Ein optischer Leistungsmesser besteht im Allgemeinen aus einem Halbleitersensor zur Messung der Lichtintensität und einem displayähnlichen Anzeigegerät, das die Ergebnisse ausgibt. Zu den verwendeten Halbleitersensoren gehören Photodioden-Sensoren, die die Lichtintensität mit Hilfe des photoelektrischen Effekts als Stromwert messen sowie Thermopile-Sensoren und pyroelektrische Sensoren, die die Temperaturänderung messen, wenn der Sensor Licht empfängt.

Insbesondere Photodioden-Sensoren werden in vielen optischen Leistungsmessern eingesetzt, da sie die empfangene Photonenmenge mit hoher Linearität in einen Stromwert umwandeln können.

Die Effizienz der Umwandlung in einen Stromwert und die Temperaturveränderung bei diesen Sensoren hängt von der Wellenlänge ab, bei der das Licht empfangen wird, so dass der Sensor bei jeder Wellenlänge korrekt kalibriert werden muss, um die Authentizität der Messergebnisse zu gewährleisten. In einigen Fällen kann das Signal mit Hilfe eines Sensoreingangsverstärkers verstärkt werden, um weniger empfindliche Wellenlängenbereiche zu kompensieren.

Weitere Informationen zu optischen Leistungsmessern

1. Vom optischen Leistungsmesser verarbeitete optische Wellenlängen

Optische Leistungsmesser sind nur für die Messung der Lichtintensität ausgelegt und können nicht die Wellenlänge des Lichts messen. Obwohl die Wellenlänge und die Intensität des Lichts als Messergebnis angezeigt werden, ist zu beachten, dass diese Wellenlänge nicht gemessen wird, d. h. es wird eine für diese Wellenlänge optimierte Kalibrierung verwendet, die vom Benutzer selbst entsprechend der Messung eingestellt wird.

Im Allgemeinen sind optische Leistungsmesser von der Art, bei der mehrere Wellenlängen im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm des sichtbaren Lichts für Anwendungen wie Blue-ray Discs und DVDs oder die Wellenlängen von Laserlichtquellen im häufig verwendeten Bereich von 1300 nm bis 1550 nm für die Glasfaserkommunikation ausgewählt werden können, Typen, bei denen mehrere Wellenlängen ausgewählt werden können, werden aufgrund der Nachfrage häufig gehandhabt.

2. Bei der Messung der optischen Leistung zu beachten

Photodioden, die sehr häufig in optischen Leistungsmessern verwendet werden, arbeiten nach dem Prinzip der Photovoltaik oder des photoelektrischen Effekts, bei dem Licht, das auf einen PN-Übergang eines Halbleiters trifft, eine Interband-Absorption hervorruft; die optischen Wellenlängen, die in Stromwerte umgewandelt werden können, variieren jedoch stark in Abhängigkeit von der Bandlücke der Photodiode.

Beispielsweise können InGaAs-Verbindungshalbleiter-Photodioden optische Wellenlängen von 800 nm bis etwa 1700 nm verarbeiten, während Si-Photodioden sichtbares Licht ab 400 nm verarbeiten können.

Wenn also kein für die zu messende optische Wellenlänge geeigneter optischer Leistungsmesser verwendet wird, sind die Werte nicht nur ungenau, sondern in manchen Fällen ist die Auswertung gar nicht möglich. Bei der Bewertung von Glasfaserkommunikation können die Wellenlängen aufgrund von Temperaturschwankungen und Vibrationen schwanken. Für eine genaue Bewertung ist es daher wichtig, dass die gemessenen Wellenlängen konsistent sind und dass die Umgebung stabil, temperatur- und vibrationsfrei ist.

Was ist ein Druckinspektionssystem?

Ein Druckinspektionssystem ist ein Gerät, das bei Herstellungsprozessen in der Lebensmittel- und Medizinindustrie auf Fehler oder Probleme beim Aufdruck von Daten prüft.

In den letzten Jahren ist das Sicherheitsbewusstsein der Verbraucher gestiegen, und Fehler bei der Kennzeichnung von Haltbarkeitsdaten in der Lebensmittel- und Medizinbranche können zu großen Problemen führen. Druckfehler können nicht nur zu Kosten- und Zeitverlusten im Zusammenhang mit Produktrückrufen führen, sondern auch zu einem Vertrauensverlust bei den Kunden.

Daher sind Druckinspektionssysteme, die durch menschliche Faktoren verursachte Fehler verhindern, in der Produktion dringend erforderlich. Die Einführung von Druckinspektionssystemen ermöglicht stabile Inspektionen mit hoher Genauigkeit und konstanten Standards sowie die Sicherstellung von Aufzeichnungen durch Bildspeicherung.

Anwendungen von Druckinspektionssystemen

Druckinspektionssysteme werden häufig in Produktionslinien eingesetzt, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Aufdrucken des Verfallsdatums, von fabrikspezifischen Symbolen, Chargennummern, etc. auf Produkten und Verpackungen zu prüfen und um fehlende, ausgelassene oder falsche Aufdrucke festzustellen.

Das System kann Aufdrucke in Bereichen prüfen, die manuell nur schwer zu erkennen sind oder für die eine visuelle Prüfung Zeit erfordert, wie z. B. die Rückseite des Produkts. Die für die Inspektion verwendeten Bilder können auch gespeichert werden, so dass Probleme nach dem Versand vorausgesehen und Risiken reduziert werden können.

Das Druckinspektionssystem kann mit einem Mechanismus verbunden werden, der nur NG-Produkte nach der Inspektion ausschleust. Durch die Verriegelung mit dem Ausschleusungsmechanismus können NG-Produkte ausgeschleust werden, während die Linie noch läuft. Zu den wichtigsten Mechanismen, die eingesetzt werden können, gehören ein Ausschleusemechanismus, der Luftstrahlen aus einem Luftauslass verwendet, und ein Armmechanismus, der NG-Produkte punktgenau ausschleust.

Funktionsweise der Druckinspektionssysteme

Ein Druckinspektionssystem besteht aus einer Kamera für die Aufnahme von Bildern der Druckoberfläche, einem Analysator für die Prüfung der aufgenommenen Bilder, einem Monitor für die Anzeige der Ergebnisse und Einstellungen sowie einem Speicher für die Speicherung der Bilder.

Die Druckoberfläche eines Objekts, das die Produktionslinie verlässt, wird von einer fest installierten Digitalkamera als Bild aufgenommen. Die aufgenommenen Bilder werden einer Bildanalyse unterzogen und auf Probleme untersucht. In der Produktion ist es nicht nur wichtig, Fehler mit einem hohen Maß an Genauigkeit zu erkennen, sondern auch eine Übererkennung von Fehlern zu vermeiden.

Mit der Entwicklung der Bildanalysetechnik gibt es Druckinspektionssysteme mit vielen Funktionen, die nicht nur Zeichen im gedruckten Bereich, sondern auch andere Probleme wie das Vorhandensein von Schmutz erkennen können. Darüber hinaus gibt es Druckinspektionssysteme, die mit Druckmaschinen verbunden werden können, was die Effizienz der Inspektion verbessern und den Prozess weiter automatisieren dürfte.

Weitere Informationen zu Druckinspektionssystemen

Vorteile von Druckinspektionssystemen

1. Reduzierung der Anzahl der Inspektoren und Beseitigung von Fehlern
Durch die Einführung von Druckinspektionssystemen kann die Arbeit ohne den Einsatz von Inspektoren durchgeführt werden, die für Druckinspektionen erforderlich sind. Außerdem können bei der manuellen Durchführung von Inspektionen Fehler auftreten. Druckinspektionssysteme sind sehr wichtig, um die Arbeitseffizienz und die Qualitätssicherung langfristig aufrechtzuerhalten.

2. Hochpräzise Druckinspektion
Einige Modelle von Druckinspektionssystemen verfügen über eine Verriegelungsfunktion mit dem Drucker, die automatisch die Umschaltung von Artikeln, Kalendern usw. synchronisiert, so dass es keine Auslassungen oder Fehler bei den Einstellungen gibt. Darüber hinaus können Druckinspektionsgeräte Fehldrucke, fehlende Drucke, fehlende Ausdrucke, etc. mit hoher Genauigkeit erkennen, wodurch übermäßige Fehlerreaktionen kontrolliert und unnötige verlorene Posten vermieden werden, wodurch eine zuverlässige Inspektion bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Produktivität gewährleistet wird.

3. Vermeidung von Wiederholung durch Speichern von Druckbildern 
Durch die Speicherung der Inspektionsbilder der Druckinspektionsmaschine kann zum Zeitpunkt des Versands eine Inspektionshistorie geführt werden. Wenn nach dem Versand des Produkts ein Problem auftritt, kann die Ursache nicht ermittelt werden, da das Datum und die Uhrzeit der Druckinspektion und der Zustand des Produkts zum Zeitpunkt des Versands nicht bestätigt werden können, wenn die Inspektionsbilder nicht gespeichert sind. Durch die Speicherung aller Inspektionsbilder kann die Ursache untersucht und ein erneutes Auftreten verhindert werden, was den Vorteil hat, dass die Versorgung mit Lebensmitteln und medizinischen Produkten stabiler wird.

Was ist ein Widerstandsmessgerät?

Ein Widerstandsmessgerät, auch Ohmmeter genannt, ist ein Messgerät zur Messung des Widerstands eines Stromkreises.

Es gehört zu den wichtigsten Messinstrumenten in der Elektronik und Elektrotechnik und ist in einer Vielzahl von Präzisions- und Reichweitenprodukten erhältlich. Der Widerstand wird mit Hilfe des Ohm’schen Gesetzes gemessen.

Es gibt mehrere Arten von Widerstandsmessgeräten, darunter Niederohmmeter (Milliohmmter), die auf Widerstandswerte von mΩ oder weniger spezialisiert sind, Isolationsohmmeter, die den Widerstand von Isolatoren messen und Erdungsohmmeter, die den Widerstand zwischen einem geerdeten Leiter und der Erde messen. Einfache Widerstandsmessgeräte werden manchmal verwendet, um den Widerstand von Schaltkreisen usw. zu überprüfen, aber in der Entwicklung und Produktion werden hochpräzise Widerstandsmessgeräte benötigt.

Anwendungen von Widerstandsmessgeräten

Widerstandsmessgeräte sind Messgeräte, die zur Messung des Widerstands von Stromkreisen verwendet werden. Nachfolgend sind Beispiele für Anwendungen von Widerstandsmessgeräten aufgeführt:

1. Fehlerortung

Widerstandsprüfer sind nützlich für die Lokalisierung von Fehlern in elektrischen Schaltkreisen. Der Widerstand verschiedener Teile eines Stromkreises kann gemessen werden, um die Teile zu identifizieren, die außerhalb des normalen Bereichs liegen. Diese Art von Messgeräten ist für die Wartung und Sicherheit von Stromkreisen unverzichtbar.

2. Entwurf von Schaltkreisen und Entwicklung von elektrischen Geräten

Sie werden auch bei der Schaltungsentwicklung eingesetzt. Beim Entwurf von Schaltungen sind genaue Widerstandsmessungen der Elemente erforderlich. Einige Widerstandsmessgeräte haben eine Grundgenauigkeit von 0,02 % und eine Auflösung von 1 µΩ. Diese Widerstandsmessgeräte werden bei der Entwicklung, Herstellung und Qualitätskontrolle von elektronischen Geräten eingesetzt.

Sie spielen auch eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von elektrischen Geräten. Elektrische Geräte als Produkt erfordern ebenfalls genaue Widerstandswerte und werden durch Messung der Widerstandswerte in elektrischen Geräten mit einem Widerstandsmessgerät entwickelt.

3. Forschung, Entwicklung und Ausbildung

Sie werden auch im Bereich der Forschung und Entwicklung von Grundstoffen eingesetzt. Widerstandsmessgeräte werden verwendet, um die Eigenschaften von Materialien und Schaltkreisen zu untersuchen. Auch in der Ausbildung werden Widerstandsmessgeräte zur Messung von Stromkreisen im Studium der Elektrotechnik und Elektronik eingesetzt. Auf diese Weise lernen die Schüler die Eigenschaften von Stromkreisen kennen und erfahren, wie man Widerstandswerte misst.

Funktionsweise von Widerstandsmessgeräten

Widerstandsmessgeräte verwenden das Ohm’sche Gesetz zur Messung des Widerstands. Das Ohm’sche Gesetz besagt, dass der Widerstand, das Verhältnis von Strom zu Spannung, konstant ist. Mit diesem Gesetz lässt sich der Widerstand in einem Stromkreis bestimmen.

In einem Widerstandsmessgerät sind eine Stromversorgung und ein Messkreis eingebaut. Die Stromversorgung für die Messung erfolgt im Allgemeinen über eine Batterie oder einen Wechselstromadapter. Der Messkreis umfasst auch ein Amperemeter zur Erfassung des zu messenden Stroms und ein Voltmeter zur Messung der Stromkreisspannung.

Die meisten Präzisions-Widerstandsmessgeräte arbeiten mit der Vier-Punkt-Kontakt-Messmethode: Zwei der vier Messpunkte leiten einen konstanten Strom durch das Objekt, während die beiden anderen als Voltmeter die Spannung messen. Durch Messung der Spannung, die erzeugt wird, wenn ein konstanter Strom fließt, kann der Widerstand anhand des Ohm’schen Gesetzes bestimmt werden.

Einfache Prüfgeräte verwenden die preiswerte und leicht zu konstruierende Zweipolmethode, während die Vierpolmethode nicht durch den Widerstand der Messleitungen oder den Kontaktwiderstand beeinflusst wird und daher den Widerstand genauer messen kann als die Zweipolmethode.

Arten von Widerstandsmessgeräten

Je nach Anwendungsbereich gibt es verschiedene Arten von Widerstandsmessgeräten. Im Folgenden sind Beispiele aufgeführt:

1. Analoges Widerstandsmessgerät

Analoge Widerstandsmessgeräte verwenden einen analogen Zeiger, um den Widerstandswert anzuzeigen. Die Nadel schwingt entsprechend dem im Stromkreis fließenden Strom und zeigt den Widerstandswert an. Sie sind relativ preiswert, doch muss der geeignete Bereich entsprechend dem Widerstandsbereich des zu messenden Stromkreises ausgewählt und verwendet werden.

2. Digitales Widerstandsmessgerät

Digitale Widerstandsmessgeräte zeigen den Widerstandswert auf einer Sieben-Segment-Anzeige an. Sie sind in der Lage, hochpräzise Messungen vorzunehmen und häufig mit einer Funktion zur automatischen Bereichsumschaltung ausgestattet. Zu den digitalen Ohmmetern gehören auch Prüfgeräte mit Spannungs- und Strommessfunktionen.

3. Widerstandsmessgerät mit Stromzange

Widerstandsmessgeräte messen den Widerstand, indem sie ein Magnetfeld um den Stromkreis mit einer dazwischen liegenden Zange erzeugen. Der Vorteil ist, dass die Messungen ohne Kontakt mit dem zu messenden Stromkreis durchgeführt werden können. Sie werden oft als Erdungswiderstandsmessgerät verwendet.

4. Widerstandsmessgerät (Isolationswiderstandsprüfer)

Es handelt sich um ein Widerstandsmessgerät, das zur Diagnose von Isolationsbedingungen verwendet wird. Der Isolationswiderstand wird gemessen, indem eine Klemme geerdet, eine Hochspannung angelegt und der Ableitstrom gemessen wird. Es sind auch Isolationswiderstandsmessgeräte erhältlich, die je nach Netzspannung Hochspannungen von etwa 1000 V DC anlegen können. Diese Widerstandsmessgeräte werden häufig für die Wartung in Produktionsstätten verwendet.

Was ist ein Infrarot-LED?

Infrarot-LEDs sind LEDs, die infrarotes Licht aussenden können.

Auch IR-LED genannt, steht IR für „Infra-Red“ und bezieht sich auf Lichtstrahlen mit einer längeren Wellenlänge als Rot. LED „light-emitting diode“, eine Diode, die Licht aussendet, wenn eine Spannung angelegt wird. Infrarot-LEDs sind also LEDs, die Licht im nahen Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von etwa 700~1500 nm aussenden können.

Infrarotlicht ist extrem transparent und wird nicht leicht durch Hindernisse beeinträchtigt. Da es für das menschliche Auge unsichtbar ist, wird dieses Licht häufig für das Senden und Empfangen von Signalen und für verschiedene Sensorlichtquellen verwendet. Obwohl es auch Laser und andere Infrarotlichtquellen gibt, zeichnen sich LEDs dadurch aus, dass sie in Massenproduktion hergestellt werden können. Sie haben den Vorteil, dass sie eine lange Lebensdauer haben, stoßfest sind und wenig kosten.

Anwendungen von Infrarot-LEDs

Infrarot-LEDs werden in allen Lebenslagen eingesetzt, auch im Alltag. Infrarot-LEDs werden u. a. für folgende Zwecke eingesetzt:

• Fernbedienungen zur Bedienung von Fernsehern und Klimaanlagen
• Lichtquellen für Sicherheitskameras
• Lichtquelle für LiDAR- und TOF-Kameras
• Feuchtemessung in Proben
• Lichtquelle für Nachtsichtkameras
• Entfernungsmesser für den Golfsport
• Für die Kommunikation in Smartphones und Handys

Die bekanntesten Produkte des täglichen Lebens sind Fernbedienungen für Fernsehgeräte und Klimaanlagen. Sie können projiziert werden, ohne vom Menschen wahrgenommen zu werden und haben keine nachteiligen Auswirkungen auf den menschlichen Körper, weshalb sie auch bei Alltagsprodukten eingesetzt werden.

Infrarotlicht wird aufgrund seiner hohen Durchlässigkeit und geringen Anfälligkeit für Hindernisse auch häufig als Messlicht verwendet. LiDAR steht für „Light Detection and Ranging“ und bezeichnet ein Messverfahren mit Infrarot-LEDs. Es wird für Anwendungen wie das automatisierte Fahren von Fahrzeugen entwickelt.

Funktionsweise von Infrarot-LEDs

Das Emissionsprinzip von LEDs ist unabhängig von der Wellenlänge dasselbe und beruht auf dem p-n-Übergang von Halbleitern: In p-Halbleitern bewegen sich Löcher, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, während sich in n-Halbleitern Elektronen bewegen. Energetisch gesehen sind die Elektronen im n-Typ-Halbleiter höher, wodurch eine Lücke zum Energieband entsteht, in dem sich die Löcher im p-Typ-Halbleiter befinden.

Wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, um die Elektronen und Löcher zu stören, kommt es zu einem Übergang der Elektronen vom n-Typ-Energieband zum p-Typ-Energieband. Die dabei entstehenden Elektronen und Löcher stoßen zusammen, erzeugen Licht und Wärme entsprechend der Energielücke und verschwinden. Da die Energiebandlücke von der Zusammensetzung des Halbleiters abhängt, kann die Emissionswellenlänge durch Kombination von Materialien abgestimmt werden.

Aluminiumgalliumarsenid (AlGaAs) wird häufig verwendet, um Wellenlängen im nahen Infrarotbereich zu erzeugen. Im Allgemeinen haben Infrarot-LEDs auch eine geringere Lichtausbeute als LEDs im sichtbaren Bereich.

Weitere Informationen zu Infrarot-LEDs

1. Infrarot-LED-Leuchten

Leuchten mit Infrarot-LEDs sind im Handel erhältlich. Es werden verschiedene Typen verkauft, die alle für Nachtsichtgeräte verwendet werden.

Flutlichttypen werden für die Beleuchtung von Außenanlagen verwendet, die auch nachts genutzt werden. Viele Typen verwenden mehrere Infrarot-LEDs und es sind auch Produkte mit mehr als 20 Hochleistungstypen erhältlich.

Auch Blitzlichter mit Infrarot-LEDs sind erhältlich. Es sind Produkte mit mehr als 40 Infrarot-LEDs erhältlich, die jedoch ein geringes Gewicht haben. Produkte mit der Möglichkeit, die Anzahl der Lichter zu wechseln, sind ebenfalls erhältlich.

Kompakte Nachtsichtgeräte sind ebenfalls erhältlich. Da sie zum Filmen verwendet werden sollen, sind sie oft mit nur einer Lampe mit hoher Leistung ausgestattet, um sicherzustellen, dass kein ungleichmäßiges Licht entsteht. Sie werden mit einer einzigen AA-Batterie betrieben und können eine Entfernung von bis zu 15 m ausleuchten. Die Haupteinheit wiegt weniger als 60 g und eignet sich hervorragend für den Transport.

2. Infrarot-LED-Bänder

Für die zusätzliche Beleuchtung von Nachtsichtkameras gibt es Infrarot-LEDs. Auf dem Band sind in regelmäßigen Abständen Infrarot-LEDs angebracht, die das Band beleuchten und die Klebeseite auf der anderen Seite ermöglicht eine einfache Anbringung. Es ist eine Vielzahl von Typen erhältlich, darunter auch solche, die weniger als 3 mm dünn sind, so dass sie in engen Räumen verwendet werden können.

Was ist ein KFZ-Steckverbinder?

KFZ-Steckverbinder sind speziell für Kraftfahrzeuge konzipierte Komponenten, die die Verkabelung von Fahrzeugen verbinden.

Da die Fahrzeuge mit fortschrittlichen Kommunikationsfunktionen und höherer Leistung immer anspruchsvoller werden, steigt die Zahl der elektronischen Schaltungen und Komponenten und es werden viele Arten von Steckverbindern im Fahrzeug entwickelt. Darüber hinaus werden jetzt auch Elektrofahrzeuge verkauft, für die spezielle Steckverbinder zum Laden und Entladen verwendet werden.

Es gibt viele Arten von Steckverbindern im Fahrzeug, die an Sensoren wie Feuchtigkeit, Temperatur, Vibration und Wasser im Fahrzeug und seiner Umgebung angepasst werden können. Die Palette reicht von winzigen Signalen in der Verbindungsleitung bis hin zu Anwendungen mit hoher Leistung.

Anwendungen von KFZ-Steckverbindern

Da alle in der Fahrzeugverkabelung verwendeten Steckverbinder als Kfz-Steckverbinder bezeichnet werden, gibt es viele Arten von Steckverbindern, darunter Kabelbaumsteckverbinder, FPC-Steckverbinder, Board-to-Board-Steckverbinder und Koaxialsteckverbinder. Der Verwendungszweck unterscheidet sich je nach Typ:

• Kabelbaumsteckverbinder
  Allgemeine Sicherheitssysteme, Hochspannung, wasserdicht, fortschrittliche Antriebssysteme, etc.
• FPC-Steckverbinder
  Moderne Antriebssysteme, Multimedia
• Board-to-Board-Steckverbinder
  Fortgeschrittene Antriebssysteme, ECUs
• Koaxial-Steckverbinder
  Fortgeschrittene Antriebssysteme, Multimedia, ECUs

Funktionsweise von KFZ-Steckverbindern

Steckverbinder in Kraftfahrzeugen dienen dazu, Drähte miteinander zu verbinden und sind im Grunde genommen genauso aufgebaut wie allgemeine Steckverbinder. Steckverbinder sind in zwei Hauptteile unterteilt. Die Kontakte, die die Drähte elektrisch miteinander verbinden und das Gehäuse, das den Isolator darstellt, in den die Kontakte eingebettet sind.

Bei Kfz-Steckverbindern sind viele Stecker mit einer mechanischen Verriegelung ausgestattet, um schlechten Kontakt und ein Lösen der Verbindung aufgrund von Vibrationen zu verhindern. Beim Einstecken des Steckers ist ein Klickgeräusch zu hören und der Stecker ist sicher verriegelt. Andere Steckverbinder haben eine Struktur, die ein sekundäres Einrasten mit einer Gehäuselanze und einer Halterung ermöglicht, um ein Herausfallen des Kontaktteils zu verhindern.

Darüber hinaus werden Produkte verwendet, deren Materialien und Strukturen für die Umgebung geeignet sind, in der die Steckverbinder im Fahrzeug verwendet werden. So sind beispielsweise Steckverbinder zum Laden und Entladen von Elektrofahrzeugen so konstruiert, dass sie einen angemessenen wasserdichten Schutz bieten und der äußere Kunststoff solcher Steckverbinder besteht aus einem witterungsbeständigen Kunststoff, der stark genug ist, um Beschädigungen und Stöße zu verhindern.

Weitere Informationen zu KFZ-Steckverbindern

Verwendung von KFZ-Steckverbindern

1. Wasserdichte KFZ-Steckverbinder
Wasserdichte Steckverbinder werden dort eingesetzt, wo Schutz vor Wasser und Staub erforderlich ist. Insbesondere werden sie im Bereich von Motorräumen verwendet, in denen Wasser oder Öl entsteht, im Bereich von Fußmatten, in die Wasser von nassen Schuhen eindringen kann und in Bereichen, in die bei Regenwetter Wasser eindringen kann. Der Aufbau unterscheidet sich deutlich von normalen Steckverbindern und die Abdichtungsmaßnahmen reichen von externen Maßnahmen wie einer wasserabweisenden Behandlung des Gehäuses bis hin zu einer einzelnen Klemme im Inneren des Steckers.

An der Klemme im Inneren des Steckers wird ein Dichtungsring verwendet, der das Eindringen von Wasser, Öl und Staub von außen verhindert, indem er den beim Zusammenstecken entstehenden Spalt ausfüllt. Außerdem ist der Bereich, in dem Draht und Klemme miteinander verbunden sind, mit einem Gummistopfen versehen, der so festgezogen wird, dass er gegen äußere Kräfte wie Zug und Umwelteinflüsse beständig ist.

Steckverbinder, die im Bereich von Motoren verwendet werden, sind so konstruiert, dass sie hohen Temperaturen und Vibrationen standhalten und wasserdicht sind. Aufgrund ihres komplexen Aufbaus und ihrer hohen Umweltbeständigkeit sind wasserdichte KFZ-Steckverbinder in der Herstellung wesentlich teurer als normale KFZ-Steckverbinder, wobei die Kosten um ein Mehrfaches bis zu mehreren Dutzend Mal höher liegen.

2. Wasserdichte KFZ-Steckverbinder zur Verwendung in sicherheitsrelevanten Bauteilen
Wasserdichte KFZ-Steckverbinder werden manchmal in Bauteilen wie Airbags, Sensoren zur Kollisionserkennung und Steuergeräten (ECUs) verwendet, die unter Sicherheitsaspekten streng kontrolliert werden müssen. Da sich Airbags direkt auf das menschliche Leben auswirken, ist eine hohe Zuverlässigkeit erforderlich und zusätzlich zur Wasserdichtigkeit werden Maßnahmen ergriffen, um beim Stecken von Steckverbindern ein Unterstecken und Lösen zu verhindern.

Eine doppelte Steckstruktur mit zwei Teilen, der Halterung und der Frontkappe, verhindert ein Lösen der Verbindung. Die Halterung und die Frontkappe können erst dann installiert werden, wenn der Steckverbinder sicher eingesteckt ist. Dies verhindert ein unzureichendes Einstecken während des Steckvorgangs.

Darüber hinaus werden weitere Maßnahmen ergriffen, um ein falsches Einstecken durch den Bediener während des Montagevorgangs zu verhindern. Form und Farbe des Steckverbinders unterscheiden sich deutlich von Standardsteckern, so dass Fehler auf den ersten Blick erkennbar sind. Steckverbinder für Airbags, die ein wichtiges Sicherheitsbauteil sind, haben meist eine gelbe Farbe.

3. Kfz-Steckverbinder für Hochspannungskomponenten
Steckverbinder, die z. B. zum Laden und Entladen von Elektrofahrzeugen verwendet werden, benötigen hohe Spannungen, um die Lade- und Entladezeit zu verkürzen. Wenn sie für Hochspannungskomponenten verwendet werden, sind höhere Sicherheitsanforderungen als bei normalen Steckverbindern erforderlich, z. B. Maßnahmen zur Verhinderung von Stromschlägen und Maßnahmen zur Verhinderung von Entzündungen aufgrund eines Anstiegs der Temperatur, bei der sie erzeugt werden.

Außerdem wird davon ausgegangen, dass die Verbraucher in der Lage sein werden, die Batterie selbst aufzuladen, weshalb Robustheit und geringes Gewicht erforderlich sind. Es wurden Normen festgelegt, um sicherzustellen, dass diese Sicherheitsmerkmale nicht variieren und durch die Einhaltung der Normen können Steckverbinder von jedem Hersteller verwendet werden, solange sie herstellerübergreifend kompatibel sind und denselben Normen entsprechen.

4. Fahrzeuginterne Steckverbinder zur Verwendung in fortgeschrittenen Fahrsystemen
Fahrzeuginterne Steckverbinder, die für fortschrittliche Fahrsysteme verwendet werden, müssen in der Lage sein, die Position von Fahrzeugen, Personen, Motorrädern usw. in der Umgebung während der Fahrt zu überwachen.

Darüber hinaus finden in Fahrzeugen viele Arten von Kommunikation statt, z. B. Smartphone-Signale, Fernsehempfang und ETC und als Maßnahme gegen Störungen, die durch diese Kommunikation verursacht werden und zur Vermeidung von Störungen in der umgebenden Kommunikation ist Störfestigkeit erforderlich. Um die Leistung der Hochgeschwindigkeitskommunikation und die Störfestigkeit zu verbessern, sind Abschirmungskomponenten zum Schutz der Signalleitungen unerlässlich.

Was ist ein flexibles Flachkabel?

Flexible Flachkabel sind flache Drähte, die aneinandergereiht und mit einer Isolierschicht versehen sind.

Sie werden auch kurz FFC genannt. Herkömmliche Drähte haben einen kreisförmigen Querschnitt und werden über eine Isolierschicht zusammengeführt und ummantelt, sodass der Querschnitt rund ist, während FFC durch Aneinanderreihung von Flachdrähten und deren Einbettung zwischen Harzfolien, die als Isolierschicht dienen, hergestellt werden. Sie zeichnen sich durch ihre flache Form und deutlich geringere Dicke im Vergleich zu herkömmlichen Drähten aus.

Anwendungen von flexiblen Flachkabeln

Flexible Flachkabel können gebogen werden und werden daher häufig als platzsparende elektrische Leitungen verwendet. In den letzten Jahren wurden flexible Flachkabel als Reaktion auf die zunehmende Miniaturisierung, Gewichtsreduzierung und Platzersparnis bei verschiedenen Gerätetypen hergestellt.

Flexible Flachkabel können auch für die Verbindung von Leiterplatten mit PCBs und von PCBs mit elektronischen Komponenten verwendet werden. Da sie relativ preiswert sind und wiederholt gebogen werden können, werden sie häufig dort eingesetzt, wo sie funktionieren. Beispiele sind Haushaltsgeräte im Allgemeinen, LCD-Fernseher, Ölheizlüfter, Drucker und Fotokopierer, Stereoanlagen, Videorekorder und Telefone.

Flexible Flachkabel gibt es in vielen Varianten, mit vielen Adern, mit doppelseitigem Klebeband, halogenfrei und vergoldet.

Funktionsweise der flexiblen Flachkabel

Ein Flachdraht wird zwischen zwei isolierenden Kunststofffolien eingeklemmt, wobei auf die Klebeflächen Klebstoff aufgetragen und Druck und Wärme angewendet werden. Durch Crimpen kann die Dicke des flexiblen Kabels sehr dünn gemacht werden, z.B. 0,3 mm. Für die Drähte wird hauptsächlich verzinnte Kupferfolie verwendet, aber auch vernickeltes und vergoldetes Kupfer kommt zum Einsatz.

Polyethylenterephthalat (PET) und Polyimid werden ebenfalls häufig als Kunststofffolien für die Isolierung verwendet. Als Klebstoffe werden z. B. Klebstoffe auf Polyesterbasis verwendet. Die meisten dieser Kabel haben eine geringe obere Einsatztemperatur von ca. 75 °C. Es gibt aber auch hochwärmebeständige flexible Flachkabel mit einer oberen Einsatzgrenze von ca. 125 °C, je nach Material.

Flexible Flachkabel sind an beiden Enden mit Verstärkungsplatten aus Polyesterfolie etc. verstärkt und können mit Steckern verbunden werden. Zu den besonderen Konstruktionen gehören solche, bei denen der Leiter an beiden Enden freiliegt und von einer Verstärkungsplatte getragen wird, solche, bei denen der Leiter von einer Verstärkungsplatte getragen wird, sodass die freiliegenden Seiten umgekehrt sind, und solche, bei denen nur das Ende einer Seite von einer Verstärkungsplatte getragen wird. Einige Verstärkungsplatten sind so geformt, dass sie die Passgenauigkeit des Verbinders verbessern.

Das Flexible Kabel wird mit Schmelzkleber auf die Verstärkungsplatte geklebt. Wenn das Kabel bei hohen Temperaturen (150 °C) verwendet wird, während es mit dem Stecker verbunden ist, kann der Klebstoff erweichen und die Stabilität der Verbindung instabil werden. Es gibt Berichte, dass Klebstoffe auf Polyesterbasis entwickelt wurden, um dieses Problem zu lösen.

Flexible Flachkabel und andere Informationen

Normen für flexible Flachkabel

Die meisten flexiblen Flachkabel erfüllen die UL-Normen, d. h. die von Underwriters Laboratories Inc (UL) entwickelten Produktsicherheitsnormen. Die meisten flexiblen Flachkabel erfüllen die UL-Normen, d. h. die von Underwriters Laboratories Inc (UL) festgelegten Produktsicherheitsnormen.

Kennzeichnungen auf dem Produkt selbst zeigen an, dass das Produkt UL-gelistet ist. Die UL-Normen für Produkte werden unter der Kategorie AWM (Appliance Wiring Material) klassifiziert, und FFC-Produkte werden so hergestellt, dass sie den UL-Styles entsprechen, wobei die Nennwerte (Temperatur, Spannung) und die Flammschutznormen für jede UL-Style-Nummer angegeben sind. Alle FFC-Produkte erfüllen die Flammschutznormen, von denen die strengste der Vertikale Flammschutztest (VW-1) ist.

Darüber hinaus erfordern einige Anwendungen, dass die Produkte nach den CSA-Normen zertifiziert sind. Dabei handelt es sich um kanadische Sicherheitsnormen für elektrische Güter wie Werkzeugmaschinen, elektronische Geräte und medizinische Geräte, die den Schutz von Leben und Eigentum gewährleisten sollen.

Was ist ein Knickarmroboter?

Knickarmroboter sind eine Art Industrieroboter, der sich wie eine menschliche Hand bewegen kann.

Sie verfügen über einen höheren Freiheitsgrad als Roboter mit weniger Antriebsachsen und können effizient Aufgaben erledigen, die früher von menschlichen Händen oder von Robotern mit einem geringeren Freiheitsgrad ausgeführt wurden, was viel Zeit in Anspruch nahm. Knickarmroboter verfügen über einen großen Bewegungsspielraum und sind in der Lage, präzise Aufgaben wiederholt auszuführen. Wenn sie an Produktionsstandorten eingesetzt werden, an denen sie diese Eigenschaft nutzen können, ist eine verbesserte betriebliche Effizienz zu erwarten.

Anwendungen von Knickarmrobotern

Knickarmroboter werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, z. B. in der Automobilindustrie, in Haushaltsgeräten und in der Lebensmittelindustrie. In Produktionslinien werden sie bei folgenden Prozessen eingesetzt

1. Schweißen

Bei diesem Verfahren werden Karosserien und andere Bauteile durch Schmelzen des Metalls der Komponenten miteinander verbunden. Das Schweißen kann von Robotern durchgeführt werden, um ein genaues Schweißen mit geringen Abweichungen zu gewährleisten, was zu einer Qualitätsverbesserung führen dürfte.

2. Fördern

Bei dieser Arbeit geht es darum, Produkte und Teile mit hoher Geschwindigkeit und in gleichmäßigen Abständen anzuordnen und schwere Lasten zu bewegen.

3. Montage

Hier geht es um den Zusammenbau von Teilen, die auf andere Teile gegriffen wurden, das Anziehen von Schrauben usw. Knickarmroboter können auch Aufgaben übernehmen, die von Menschenhand ausgeführt werden und können die Arbeit von Facharbeitern genau reproduzieren.

4. Lackieren

Hierbei wird Farbe auf die Karosserie eines Autos oder eines anderen Objekts aufgetragen, wobei eine Spritzpistole am Ende eines Knickarm-Roboters angebracht ist.

5. Inspektion

Hierbei handelt es sich um eine Aufgabe, bei der Teile in den Messbereich einer Prüfkamera oder eines Sensors gebracht werden, um festzustellen, ob sie in Bezug auf Aussehen und Qualität in Ordnung sind oder nicht.

Funktionsweise von Knickarmrobotern

Knickarmroboter bestehen aus einem Manipulator, einer Steuerung und einem Programmiergerät.

1. Manipulator

Der Manipulator ist der Teil des Roboterarms selbst. Die verschiedenen Bewegungen werden von Servomotoren ausgeführt, die an den Gelenken angebracht sind. An der Spitze des Manipulators sind folgende Werkzeuge angebracht, mit denen der Knickarmroboter seine Aufgaben erfüllen kann.

• Schweißgeräte
• Schraubenzieher
• Kamera zur Inspektion
• Spritzpistolen für die Lackierung
• Roboterhand
• Reinigungsgeräte

2. Steuerungen

Steuerungen sind Geräte, die zur Steuerung von Manipulatoren verwendet werden und folgende Funktionen haben.

• Bestimmt die nächste Bewegung des Roboters als Reaktion auf Befehle von einem übergeordneten Gerät wie einer SPS.
• Berechnet und steuert die Bewegung der Motoren, damit der Roboter präzise Bewegungen ausführen kann.
• Erkennung von Betriebsstörungen und Anhalten des Roboters.

Viele neuere Produkte sind mit KI ausgestattet. Einige Roboter können die nächste Bewegung ohne Anlernen bestimmen.

3. Programmierhandgeräte

Programmierhandgeräte sind Vorrichtungen, die es Menschen ermöglichen, Knickarmroboter zu bedienen. Sie dienen dazu, sich die Bewegungen des Roboters über eine Tastatur oder ein Touchpanel einzuprägen (Teach) und Alarme im Falle einer Anomalie des Roboters zu überprüfen.

Weitere Informationen zu Knickarmrobotern

1. Unterschiede zwischen Knickarmrobotern und horizontalen Knickarmrobotern

Der Unterschied zwischen vertikalen Knickarmrobotern und horizontalen Knickarmrobotern liegt in der „Komplexität der durchführbaren Bewegungen“.

Vertikale Knickarmroboter
Knickarmroboter haben in der Regel sechs Achsen, von denen jede gedreht werden kann, um Bewegungen zu ermöglichen, mit denen sie sich frei im dreidimensionalen Raum bewegen können. Das bedeutet, dass neben horizontalen und vertikalen Bewegungen wie X, Y und Z auch Drehbewegungen wie Rx, Ry und Rz ausgeführt werden können.

Horizontale Knickarmroboter
Horizontale Knickarmroboter bestehen grundsätzlich aus einer Vier-Achsen-Konfiguration, wobei drei Achsen für die horizontale Bewegung und eine für die vertikale Bewegung vorgesehen sind. Mit anderen Worten, drei Achsen dienen der freien Bewegung in horizontaler Richtung (X und Y in dreidimensionaler Richtung) und die verbleibende Achse dient der vertikalen Bewegung (Z in dreidimensionaler Richtung). Aufgrund dieser Struktur können horizontale Knickarmroboter keine Drehbewegungen (Rx, Ry, Rz) im dreidimensionalen Raum ausführen.

2. Vorteile der Einführung von Knickarmrobotern

Durch die Einführung von Knickarmrobotern und die Ersetzung von Aufgaben, die bisher von Menschen ausgeführt wurden, durch Roboter, können folgende Vorteile erzielt werden

Erhöhte Produktivität der Fabrik
Roboter eignen sich gut für präzise oder monotone, sich wiederholende Aufgaben (z. B. Kommissionierung und Platzierung von Produkten). Wenn solche Aufgaben von Knickarmroboter ausgeführt werden, können sich die Arbeiter auf Aufgaben mit höherem Mehrwert konzentrieren. Dies kann die Produktivität der Anlage erhöhen.

Die Qualität der Prozesse, in denen Roboter eingesetzt werden, steigt.
Im Gegensatz zu Menschen weisen Roboter bei der Wiederholung der gleichen Aufgabe weniger Schwankungen auf, was zu einer Qualitätsverbesserung führen dürfte. Die Einführung von Knickarmroboter macht es möglich, mit einer wiederholbaren Abweichung von ±0,1 mm zu schweißen oder jedes Mal die richtige Menge aufzutragen.

Was ist ein Delta-Roboter?

Delta-Roboter, auch Parallelarmkroboter genant, sind Industrieroboter, deren Arme parallel miteinander verbunden sind, um schnelle und präzise Bewegungen zu einem einzigen Punkt auszuführen.

Die Arme bestehen aus Teilen, die Glieder und Gelenke genannt werden. Produkte mit drei Armen sind die Norm. Deltaroboter sind aufgrund ihrer einfachen Konfiguration leicht zu warten. Der Mechanismus konzentriert mehrere Motorleistungen auf einen einzigen Punkt am Ende des Arms und ermöglicht so eine hohe Leistung und hochpräzise Bewegung.

Sie werden für Entnahmevorgänge in automatisierten Anlagen eingesetzt. Für die Arme von Deltarobotern werden auch Carbonrohre / CFK-Rohre verwendet.

Anwendungen von Delta-Robotern

Delta-Roboter sind weit verbreitete Maschinen in der Industrie. Nachfolgend sind einige Beispiele für Anwendungen von Deltarobotern aufgeführt:

• Stapeln und Ordnen von Paletten mit Lebensmitteln
• Etikettieren von Kosmetika usw.
• Aufnehmen von leichten Halbleiterteilen, usw.

Aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit und präzisen Bewegungen werden sie für relativ leichte Aufgaben wie das Sortieren und Aufnehmen von Werkstücken, einschließlich deren Bewegung, eingesetzt. Andere Industrieroboter als SCARA-Roboter sind aufgrund ihrer hohen Leistung im Allgemeinen teuer in der Installation und erfordern häufig komplexe Wartungsarbeiten.

Da sie außerdem häufig spezielle Lernaufgaben erfordern, ist eine hohe Kostenbelastung zu berücksichtigen. Deltaroboter hingegen haben im Vergleich zu anderen Industrierobotern als SCARA-Robotern einen vereinfachten Aufbau.

Sie haben daher den Vorteil, dass sie kostengünstig zu installieren sowie einfach zu warten und zu verwalten sind.

Funktionsweise der Delta-Roboter

Delta-Roboter sind einfach aufgebaut und bestehen hauptsächlich aus Motoren, Lagern und Gelenkarmen. In der Regel sind drei Gelenkarme parallel geschaltet. Jeder Gelenkarm verfügt über einen eigenen Motor.

Die Basis des Körpers ist an der Decke befestigt und das Ende des Arms ist am Gelenkarm aufgehängt. Das Hauptmerkmal von Deltarobotern ist, dass sie über einen Parallelgelenkmechanismus verfügen. Ein Parallelgelenk ist ein Mechanismus, bei dem mehrere Motorleistungen an einem einzigen Punkt am Ende des Arms konzentriert werden. Bei Knickarmrobotern muss im Allgemeinen jedes Gelenk nacheinander bewegt werden, um die Spitze des Roboterarms zu bewegen. Dies ist der Mechanismus der seriellen Verbindung.

Im Gegensatz dazu sind bei einem Parallelgelenkmechanismus mehrere Gelenke mit demselben Endpunkt verbunden, sodass jedes von ihnen parallel bewegt wird, um den Endpunkt zu bewegen. Dies wird als Parallelgelenkmechanismus bezeichnet und ermöglicht es den Robotern, mit höheren Geschwindigkeiten zu arbeiten als mit einem seriellen Gelenkmechanismus. Parallelgelenkmechanismen bestehen aus Armen, Motoren und Lagern. Daher ist die Struktur einfach und kann zu geringen Kosten eingeführt werden.

Parallelgelenkroboter, die von verschiedenen Herstellern verkauft werden, sind auch billiger als andere Gelenkroboter. Da sie kostengünstig eingeführt werden können, sind sie für die Verantwortlichen in den Fertigungsbetrieben leicht zu handhaben. Durch ihre hohe Arbeitsgeschwindigkeit können Aufgaben wie Pick-and-Place automatisiert werden. Wenn mehrere Einheiten in den richtigen Situationen eingesetzt werden, kann man davon ausgehen, dass mehrere Prozesse in einer Fabrik automatisiert werden können.

Weitere Informationen zu Delta-Robotern

Unterschiede zu SCARA-Robotern

SCARA-Roboter sind horizontal gelenkige Industrieroboter mit drei Rotationsachsen für die horizontale Bewegung und einer Achse für die vertikale Bewegung. Parallelarmkroboter und SCARA-Roboter werden in ähnlicher Weise bei Aufgaben eingesetzt, bei denen Werkstücke auf Förderbändern transportiert werden. Sie unterscheiden sich durch ihren horizontalen Betrieb und ihre hohe Geschwindigkeit.

SCARA-Roboter, auch als horizontale Knickarmroboter bekannt, sind Roboter mit einem seriellen Gelenkmechanismus. Diese Roboter haben einen Vorteil bei der horizontalen Bewegung in Bezug auf den Boden und können Aufgaben wie das horizontale Anziehen von Schrauben oder das Ansaugen von Werkstücken übernehmen.

Delta-Roboter hingegen sind grundsätzlich gut für Aufgaben geeignet, die sich vertikal zum Boden bewegen. Das bedeutet, dass Aufgaben wie das Anziehen von Schrauben, die von SCARA-Robotern ausgeführt werden können, nur schwer zu bewältigen sind. Delta-Roboter können jedoch schneller arbeiten als SCARA-Roboter und sind daher effizienter als SCARA-Roboter, wenn es um vertikale Arbeiten geht.

Was ist eine Sicherheitssteuerung?

Eine Sicherheitssteuerung ist ein Gerät, das feststellt, ob eine Maschine sicher betrieben werden kann und sie anhand von Signalen steuert, die es von Sicherheitseingabegeräten erhält.

Sie hat die Aufgabe, den Start der Maschine zu verhindern oder die Maschine im Gefahrenfall zwangsweise anzuhalten. Die elektronischen Bauteile und die Software beruhen auf Normen für funktionale Sicherheit und die Sicherheit des Produkts wurde nachgewiesen.

Anwendungen von Sicherheitssteuerungen

Sicherheitssteuerungen überwachen Eingangsgeräte, Ausgangsgeräte und die Sicherheitssteuerung selbst auf Fehler.

Sie empfangen Signale von Eingangsgeräten, während die Maschine läuft. Beispiele für Eingangsgeräte sind Not-Aus-Taster und Lichtleiter. Das Eingangsgerät gibt ein binäres Ein-/Aus-Signal aus und je nach Zustand dieses Signals gibt es ein Zwangsstopp-Steuersignal an das Ausgangsgerät aus oder überwacht den Zustand der Eingangs- und Ausgangsgeräte.

Bei einer Maschinenstörung erkennt die Selbstdiagnose die Störung und schaltet die Stromversorgung der Maschine ab, indem sie den Ausgang stoppt. Im Falle einer Anomalie kann das Ausgabegerät sicher angehalten werden, auch wenn sich der Bediener in einem unsicheren Zustand befindet.

Funktionsweise von Sicherheitssteuerungen

Festverdrahtete Geräte waren aus sicherheitstechnischer Sicht bisher die Norm, aber jetzt, da es möglich ist, Sicherheitsschaltungen zu konfigurieren, kann garantiert werden, dass elektronische Geräte die gleiche Qualität aufweisen wie festverdrahtete Geräte.

Die interne Struktur der Sicherheitssteuerungen wurde nach den Grundsätzen der funktionalen Sicherheit entwickelt und hergestellt. Die CPU führt gegenseitige Kontrollen der Eingangs- und Ausgangskreise durch und die CPUs diagnostizieren und überwachen sich gegenseitig innerhalb des Geräts. Durch diese Kontrollen arbeitet die Maschine nur im Normalzustand.

Arten von Sicherheitssteuerungen

Sicherheitssteuerungen können wie folgt unterschieden werden, je nachdem, ob sie programmierbar sind oder nicht:

1. Programmierbare Typen

Sie werden auch als programmierbare Sicherheitssteuerungen bezeichnet und ermöglichen die Erstellung von maschinenspezifischen Sicherheitssteuerungsprogrammen. Sie können daher flexibel angepasst werden, wenn eine komplexe Logik erstellt werden muss.

2. Nicht programmierbare Typen

Diese werden im Allgemeinen als Sicherheitsrelais bezeichnet und reichen von solchen mit je einem Paar Ein- und Ausgängen bis hin zu solchen mit mehreren Ein- und Ausgängen, die den Aufbau einfacher Sicherheitssteuerkreise ermöglichen.

Je nach Produkt lassen sich Sicherheitsschaltkreise leicht ohne Programmierung aufbauen, die eine vollständige oder teilweise Abschaltung ermöglichen.

Weitere Informationen zu Sicherheitssteuerungen

1. Sicherheit der Sicherheitssteuerungen

Um nachzuweisen, dass eine Sicherheitssteuerung sicher ist, muss sie auf funktionalen Sicherheitsnormen beruhen.

Funktionale Sicherheitsnormen basieren auf der Vorstellung, dass Dinge kaputtgehen und Menschen immer versagen werden. Die Maßnahmen zur Verringerung des akzeptablen Risikos werden für das Ausmaß des Schadens, der durch einen Ausfall oder Fehler verursacht wird, festgelegt.

Das Niveau der Gegenmaßnahmen entsprechend dem Schadensausmaß wird als Sicherheitsintegritätsstufe bezeichnet. Die Sicherheitsintegritätsstufen sind in vier Stufen eingeteilt, wobei die Sicherheitsintegritätsstufe 4 die höchste Stufe von Gegenmaßnahmen und die Sicherheitsintegritätsstufe 1 die niedrigste Stufe von Gegenmaßnahmen erfordert.

Basierend auf funktionalen Sicherheitsnormen ist definiert als die Bestimmung des Niveaus der Gegenmaßnahmen entsprechend der Schwere des Schadens und die Verwendung von Aufzeichnungen wie Konstruktionsgrundlage und Fertigungsverfahren, um gegenüber Dritten zu erklären, dass die Gegenmaßnahmen korrekt wiedergegeben sind.

2. Das in den Sicherheitssteuerungen verwendete Programm

Es gibt vier Arten von Programmen für Sicherheitssteuerungen: Kontaktplan, Flussdiagramm, Stufenleiter und SFC (Sequential Function Chart). Es wird als Kontaktplan oder Leiterprogramm bezeichnet, weil sein Beschreibungsformat einer Leiter ähnelt.

Ein Relais ist ein elektronisches Bauteil, das einen Schalter durch ein externes elektrisches Signal ein- oder ausschaltet. In einer Relaissequenz wird ein Ausgangsrelais ein- oder ausgeschaltet, wenn eine Zeitgeber- oder Zählerbedingung erfüllt ist, je nach dem Zustand des Eingangsrelais, das von einem externen Eingang wie einem Sensor gesteuert wird, und des Ausgangsrelais, das einen externen Ausgang wie einen Motor steuert.

Der Nachteil der Kontaktplanprogrammierung besteht darin, dass es schwierig ist, das System zu ändern, da verschiedene Hersteller von Sicherheitssteuerungen über unterschiedliche Programmiersoftware verfügen.

3. Erforderliche Funktionen der Sicherheitssteuerungen

Die Sicherheitssteuerungen müssen mindestens die Normen der funktionalen Sicherheit erfüllen, darüber hinaus sind jedoch folgende Punkte erforderlich:

Ermitteln der Ursache eines Zwangsstopps der Maschine
In einigen Fällen kann ein Eingabegerät oder die Sicherheitssteuerungen eine Maschine als gefährlich einstufen und sie zum Stillstand zwingen, obwohl sich die Maschine eigentlich nicht in einem gefährlichen Zustand befindet. Die Sicherheitssteuerung muss in der Lage sein, für eine kurze Zeit die Ursache der Situation zu untersuchen, z. B. ob die Maschine wirklich gefährlich war oder ob es sich um eine Fehlfunktion handelte.

Leichte Bedienbarkeit
Wenn eine Sicherheitssteuerung angeschafft wird, sind Verdrahtung und Programmimplementierung erforderlich. Wenn für diese Aufgaben bei der Inbetriebnahme oder Neukonfiguration einer Produktionslinie eine große Anzahl von Arbeitsstunden aufgewendet wird, sinkt die Effizienz der Produktion.

Was ist ein Sensor Controller?

Ein Sensor Controller ist ein Gerät, das Strom an einen Sensor anlegt und ein Steuersignal ausgibt.

Es gibt sie für Gleich- und Wechselstrom, mit Transistor- und Relaisausgängen, und sie empfangen Signale von Sensoren und geben Signale aus. Einige kleine Sensoren haben z. B. einen eingebauten Controller.

Da es eine Vielzahl von Sensoren gibt, muss der für die jeweilige Anwendung am besten geeignete Regler ausgewählt werden. Es gibt auch Panel-Controller, die zum Beispiel auf einem Panel angezeigt werden.

Anwendungen von Sensor Controllern

Sensor Controller werden für eine Vielzahl von Sensoren verwendet, wie z. B. fotoelektrische Sensoren, Lasersensoren und Durchflusssensoren, von denen jeder an einen Controller angeschlossen und von diesem gesteuert wird.

Es gibt Controller, die untereinander kompatibel sind, solange die Standards wie Strom, Spannung und Steckerform übereinstimmen. Immer mehr Produkte sind heute in der Lage, mehrere Sensoren mit einem einzigen Controller zu steuern. Es ist jedoch zu beachten, dass einige Sensoren nur dann funktionieren, wenn sie vom gleichen Hersteller wie der Sensor stammen.

Wird beispielsweise ein Sensor verwendet, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Flaschenverschlusses in einer Fabrik festzustellen, empfängt der Controller die Eingangssignale der beiden Sensoren und bestimmt umfassend das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein und schaltet den Ausgang ein oder aus.

Funktionsweise des Sensor Controllers

Der Controller versorgt nicht nur die Sensoren mit Strom, sondern ist auch in der Lage, die Sensorwerte aus der Ferne zu überprüfen und zu steuern, selbst wenn der Bereich, in dem die Sensoren installiert sind, klein ist.

Der Controller muss außerdem über eine hohe Informationsverarbeitungsfähigkeit verfügen, die es ihm ermöglicht, die von den Sensoren gemessenen Werte in kurzer Zeit und mit ausreichender Genauigkeit zu regeln. Die Auswahl der Regelgrößen wie Strom, Geschwindigkeit und Position sowie die Systemgenauigkeit sind wichtig.

Sensor Controller gibt es mit Relais- oder Transistorkontakten, und es ist wichtig, das für die Anwendung geeignete Produkt auszuwählen.

1. Relaisausgang

Relaisausgänge haben einen mechanischen Kontaktmechanismus und können sowohl für Gleich- als auch für Wechselstrom verwendet werden. Da der Schalter durch einen mechanischen Kontakt ein- und ausgeschaltet wird, besteht der Nachteil darin, dass der Kontakt eine bestimmte Lebensdauer hat und dass die Reaktion beim Öffnen und Schließen des Kontakts langsamer ist als bei dem unten beschriebenen Transistorausgangssystem.

Andererseits kann die Ausgangseinheit, wenn sie über mehrere Klemmen verfügt, sowohl für Gleich- als auch für Wechselstrom verwendet werden, sodass Lasten mit unterschiedlichen Stromkreis-Spannungen, z. B. 200 V AC und 24 V DC, angeschlossen werden können.

2. Transistorausgang

Transistorausgänge sind berührungslose Ausgänge ohne mechanische Kontaktpunkte und können für Lasten von 12 V bis 24 V DC verwendet werden. Der Nachteil ist, dass der Stromwert, der gehandhabt werden kann, 0,5 A pro Punkt beträgt, was geringer ist als die 2 A des Relaisausgangstyps. Das Fehlen von mechanischen Kontakten bedeutet jedoch eine lange Lebensdauer, und die Reaktion auf das Öffnen/Schließen des Kontakts ist schneller als bei den Relais.

Obwohl nur DC-Lasten unterstützt werden, ist es auch möglich, AC-Lasten über ein Relais anzusteuern. Grundsätzlich vergleicht er das extern eingegebene Einstellsignal mit dem vom Sensor gesendeten Signal und steuert ihn so, dass die Signale übereinstimmen, wodurch der Betrieb stabilisiert wird.

Weitere Informationen zu Sensor Controllern

1. Anwendung

Sensor Controller werden häufig in fotoelektrischen Sensoren usw. eingesetzt. Der größte Vorteil ist, dass der Sensorteil vom Ausgangsteil isoliert werden kann. Aufgrund dieser Eigenschaft werden Sensor Controller auf folgende Weise eingesetzt.

Erstens werden sie eingesetzt, wenn der Sensortyp gewechselt wird. In der Vergangenheit wurden viele fotoelektrische Sensoren mit 200-V-Wechselstrom-Kontaktschaltung verkauft, aber derzeit ist 24-V-Gleichstrom die häufigste Stromversorgung für Messgeräte. Wenn die Stromversorgung nicht mit 200 V AC verwendet werden kann, wenn auf den neuesten Typ aufgerüstet wird, kann der Sensor Controller den Sensor mit 24 V DC Spannung versorgen, während elektrische Signale mit 200 V AC Relaiskontakten gesendet werden.

Außerdem wird er verwendet, wenn die Anzahl der Kontakte erhöht werden soll. In der Regel haben die Sensoren im Feld nur einen Kontaktpunkt. Durch den Einsatz eines Sensor Controllers können mehrere Kontaktausgänge erreicht werden, während die Stromversorgung zwischen dem Feld und dem Bedienfeld isoliert wird. Stattdessen können auch Relais verwendet werden, aber Sensor Controller haben eine höhere Reaktionszeit.

Darüber hinaus sind Sensor Controller oft multifunktional. Ein Timer kann installiert werden, um ein Flattern der Sensoren zu verhindern, aber auch ein Controller mit eingebautem Timer kann verwendet werden, um Platz zu sparen. Andere Arten der Sensorempfindlichkeit können je nach Typ geändert werden.

2. E/A-Anschluss

Der Sensor Controller kann über einen E/A-Anschluss mit dem Sensor verbunden werden. Im Grunde hat der Sensor nur Anschlussdrähte, die gecrimpt oder mit Klemmen versehen sein können. Um sie zu ersetzen, sind Ausbildung und Schulung erforderlich, da eine Crimpzange verwendet und elektrische Arbeiten durchgeführt werden müssen.

Durch die Verwendung von E/A-Steckverbindern für die Verdrahtung mit dem Sensor Controller kann der Sensor mit einer einzigen Berührung angeschlossen werden, sodass keine Schulung erforderlich ist. Dies spart nicht nur Zeit und Mühe bei der Installation, sondern erleichtert auch die Wartung.