로터리 엔코더를 이용한 상태 모니터링

상태 데이터를 수집하고 전송하고 평가하는 것은 복잡하다. 하지만 상태 모니터링 솔루션은 이를 구현하고 단계적으로 확장할 수 있다.

마르쿠스 에게러(Markus Egerer): Pepperl+Fuchs Drehgeber GmbH 제품 매니저

핵심 내용

  • 자기 앱솔루트 로터리 엔코더 ENA**TL은 IO-링크 표준에서 COM3을 통해 초당 230.4Kb의 전송 속도로 데이터를 전송한다.
  • 설정 가능한 위치 값과 측정값 외에 상태 비트가 기계 상태를 감지한다.
  • 로터리 엔코더는 비용 집약적인 적용 사례에 적합하다.

전 세계적으로 표준화된 IO 링크 통신을 통해 사용자는 필드버스와 상관없이 통일된 포인트-투-포인트 링크의 이점을 이용할 수 있다. 표준화된 IO 링크 통신은 컨트롤 시스템에서 자동화 최하위까지 데이터 투명성을 제공하였다. 또한 원래의 센서 기능 외에 추가의 측정값을 제공하는 지능형 센서와 액추에이터는 체계적인 진단 컨셉트로 가는 길을 열었다. Pepperl+Fuchs의 앱솔루트 로터리 엔코더 ENA**TL에는 IO 링크가 통합되어 있어, IO 링크 마스터를 통해 간단하고 빠른 매개변수화가 가능하다. 또한 회전 운동에서 위치 값 외에 온도 값을 측정할 수 있다. 로터리 엔코더는 주변 온도를 측정하고 그와 함께 시스템 온도를 표시한다. 이 정보를 통해 전체 시스템 또는 다른 구성 요소의 측정값과 관련하여 기계 상태를 평가할 수 있다.

로터리 엔코더는 온도 측정과 작동 시간 카운터 외에도 위치 값에 사용되는 스케일링 값을 제공한다. 이렇게 하면 원격 액세스를 통해 프로세스 데이터를 쉽게 해석할 수 있다. 이 정보는 예측 유지 관리의 기본 요건인 상태 모니터링과 같은 복잡한 문제의 토대를 형성한다. 또한 과도한 데이터 트래픽을 피하기 위해 온도 데이터의 주기적인 전송을 활성화하고 비활성화할 수 있다.

각각의 응용 사례에 맞는 장치 설정

자기 앱솔루트 로터리 엔코더는 견고하고 정확하며, 설정 매개변수가 다양한 여러 버전으로 제공된다. 이는 이 제품으로 기존의 모든 통상적인 응용 분야에 구현할 수 있음을 의미한다. 데이터는 COM3를 통해 초당 230.4Kb의 전송 속도로 전송된다. 이는 IO-Link 표준에서 가장 빠른 속도이며, 전체 해상도는 최대 31비트이다.

멀티턴 정보는 쉽게 매개변수화할 수 있다. 회전당 분해능(최대 65,535단계)을 설정하는 것 외에 소위 사전 설정 기능이 포함된다. 정의된 위치 값을 특정 샤프트 위치에 전자적으로 할당할 수 있어 작동 개시할 경우 특히 유용하다. 샤프트 회전도 계산된다. 예를 들어 엔코더가 미끄러짐으로 인해 부정확성을 초래할 경우 작동 중에 위치 값을 조정할 수 있고, 장기적으로 전체 시스템의 부정확성이 있는 경우 버튼을 눌러 피할 수 있어 시간이 많이 걸리는 조정이 필요하지 않다. 또 다른 기능은 위치 오버플로우 기능이다. 회전 방향이 항상 동일한 반복 응용 사례에서 반복되는 프로세스를 매핑하는 데 사용된다. 특정 위치 값을 초과하면 엔코더는 ‘0’에서 다시 카운팅을 시작한다.

조정 가능한 위치 값과 측정값 외에 신호 플래그라고 하는 상태 비트가 기계 상태를 감지할 수 있다. 이를 통해 임계 위치 범위와 온도 범위 그리고 개별 한계까지도 사전에 자유롭게 정의할 수 있다. 이러한 방식으로 앱솔루트 로터리 엔코더는 기계 제어 장치에 대한 수정 작업을 실행하기 위해 스위칭 신호(상태 비트 = 신호 플래그)를 전송한다. 센서 식별 외에도 IO 링크를 사용하면 모든 프로세스 및 진단 데이터와 장치 정보에 액세스할 수 있다. 이로 인해 가장 낮은 센서 수준까지 일관된 투명성이 형성되고, 기계 및 플랜트 엔지니어링을 위한 인더스트리 4.0으로 가는 데 도움이 된다.

Pepperl + Fuchs의 모든 IO 링크 장치와 마찬가지로 ENA ** TL에도 시각적인 위치 파악 기능이 있다. 이는 시스템에서 IO 링크 센서를 더 쉽게 물리적으로 검색하면 명령에 따라 LED가 깜박인다. 또한 데이터 저장 기능과 추가 매개변수 설정을 통해 매개변수화를 지원한다. 사전 정의된 설정 매개변수는 인코더 자체와 IO 링크 마스터 모두에 저장되어 센서를 교체할 때 매개변수를 다시 설정할 필요가 없다. 이러한 방식으로 해당 기본 설정이 IO 링크 마스터에 저장되고 새로운 장치가 자동으로 매개변수화되기 때문에 하나의 장치로 다양한 애플리케이션을 구현할 수 있으며, 유지 보수 직원이 수동으로 매개변수를 설정할 필요 없다. 이러한 방식으로 기존 시스템의 센서를 교체하는 데 시간이 절약되고, 전체 제품 수명 동안 시스템 가용성이 향상된다. 또한 재설정 기능을 사용하여 매개변수를 공장 설정으로 재설정할 수 있다. 이를 위해 특별 서비스를 이용할 수 있으며, 필요한 경우 엔코더를 고객별 매개변수로 조정할 수 있다.