Anwendungen, in denen immer komplexere Vorgänge immer präziser geregelt werden müssen, gibt es viele an der Zahl. Sie ziehen sich durch diverse Industrien und Maschinen und finden sich in In- wie Outdoor-Applikationen. Das nicht enden wollende Einsatzspektrum zeigt, dass Sensoren aus der Industrieautomation nicht mehr wegzudenken sind.

Anwender haben den Wunsch, ihre Anlagen immer präziser regeln zu können. Damit geht wiederum eine steigende Komplexität im Hinblick auf die Automatisierungslösungen einher. Zudem nimmt der Bedarf an ausführlichen Informationen zu jeglichen Zuständen im Prozess zu. Eine Möglichkeit, um diverse Informationen mit nur einem Sensor bereitzustellen, sind berührungslos messende Sensoren. Denn ein Sensor kann mehrere Positionen, Veränderungen der Positionen, Geschwindigkeiten und Richtungen eines Objektes erfassen und der Steuerung zur Verfügung stellen. Mit einem umfassenden Standardportfolio an messenden Sensoren, das verschiedene Technologien umfasst, bietet Baumer Lösungen für unterschiedliche Anforderungen. Applikationsbeispiele zeigen, was Sensoren in der Industrieautomation alles leisten.

Distanzen und Breiten kontinuierlich überwachen
Eine der häufigsten Anwendungen ist die Abstands- oder Distanzmessung, bei der über eine kontinuierliche Erfassung der Distanz zu einem Objekt auch Dicken oder Volumen gemessen werden können. Bei der Herstellung von pharmazeutischen Erzeugnissen beispielsweise kann so die Dicke von Tabletten erfasst werden. In der Verpackungsindustrie finden messende Sensoren Verwendung, um Stapelhöhen zu überwachen, den Durchhang zu regeln oder Objekte auf Förderbändern zu positionieren. Für die genannten Applikationen werden häufig optische Sensoren eingesetzt, da sie sich durch eine hohe Messgeschwindigkeit und Genauigkeit auszeichnen. Zudem messen sie weitgehend materialunabhängig. Kleine Lichtstrahlen sind vor allem bei Anwendungen in der Handlings-Industrie vorteilhaft, da die Sensoren hier auf engstem Raum an vielen beweglichen Armen vorbeischauen müssen. Diverse Sensoren von Baumer mit Rotlicht oder Laser als Lichtquelle decken hier verschiedene Genauigkeitsstufen und Distanzen ab. Im Maschinenbau sind bei Distanzmessungen häufig metallische Objekte oder Maschinenteile im Spiel. Zum Beispiel wird in einem automatisierten Webstuhl die Regelung der Fadenspannung am metallischen Tänzerarm kontinuierlich überwacht, um die Qualität des Stoffs zu gewährleisten und Maschinenstillstände durch ein Reißen der Fäden zu verhindern.
Induktivsensoren sind geeignet für messende Aufgaben mit Metall als Zielmaterial. Durch kurze Ansprechzeiten sowie hohe Linearität und Auflösung ist eine hohe Regelgenauigkeit möglich. Baumer bietet diverse messende Induktivsensoren an, die als berührungsloses Messsystem fungieren können. In der Produktion von Drähten oder Seilen müssen deren Breiten zur Qualitätskontrolle erfasst werden. Zudem können über Breitenmessung Bahnkanten genau gesteuert werden, z.B. bei der Zuführung in der Textil-, Druck oder Verpackungsindustrie. Vor allem bei Verpackungsvorgängen ist eine präzise Positionierung des zugeführten Verpackungsmaterials wichtig, da die Qualität der Verpackung für die Qualität des Produktes steht. Baumer bietet mit Zeilensensoren Lösungen für die direkte Breitenmessung an. Diese messen präzise und schnell lateral zum Sensor und können auch transparente Objekte erfassen.

Füllstandskontrolle und Winkelmessung
Eine Aufgabe, die kontinuierliche Überwachung erfordert, um eine vorgegebene Qualität zu gewährleisten, ist die Abfüllung von Lebensmitteln oder Kosmetika. Hier muss das Füllgewicht genau eingehalten werden. Füllstände von diversen Medien werden auch in Laborautomaten von Sensoren überwacht. Dort müssen sie in kleine Behälter wie Reagenzgläser „schauen". Als zuverlässige Lösung für berührungslose Füllstandsmessungen bieten sich Ultraschallsensoren an. Diese können völlig material-, transparenz- und reflexionsunabhängig sowohl feste als auch flüssige Medien erkennen. Für besonders kleine Objekte oder das „Hineinschauen" in sehr kleine Behälter hat Baumer Ultraschallsensoren mit kleinen Schallkegeln im Programm.
Ein sensibler Bereich ist auch die Winkelmessung. Überall, wo Bewegungen stattfinden, müssen diese genau überwacht werden. Bei Arbeitsmaschinen wie Baggern oder Kränen werden z.B. Dreh- und Kippwinkel von Schaufeln oder Auslegern kontinuierlich beobachtet, um die Arbeitssicherheit zu gewährleisten. Magnetische Winkelsensoren von Baumer, die hier eingesetzt werden, können die Winkel absolut und totzonenfrei über 360° erfassen. Sie kontrollieren zudem den Neigungswinkel der Ladeeinrichtung von Müllwagen oder regeln die Bewegungen von Solarpanels.

Welcher Sensor kann was?
Bei messenden Sensoren spielt vor allem Präzision eine wichtige Rolle, denn nur so sind hochgenaue und reproduzierbare Messungen mit temperaturstabilen Sensoren möglich. Der optische Laser-Distanzsensor OADM 12 von Baumer z.B. misst mit einer Auflösung von 2 ìm. Im Ultraschallbereich steht der Sensor UNDK 09 mit einer speziellen Schalldüse zur Verfügung. Bei Messungen auf kleine Objekte oder in kleine Öffnungen hinein erreicht er eine Auflösung von 0,1 mm, was einer Volumenauflösung von bis zu 1 ìl entspricht. Durch eine sehr hohe Auflösung von bis zu 4 nm zeichnet sich der Induktivsensor IPRM 12 aus. Neben der Präzision stehen bei Baumer auch die allgemeine Leistungsstärke der messenden Sensoren sowie Lösungen für anspruchsvolle Anwendungen im Vordergrund. Im robusten Metallgehäuse des Induktivsensors IWFM 08, das die Größe eines Daumennagels hat, ist die komplette Elektronik untergebracht. Mit einer Ansprechzeit von < 1 ms und einer Auflösung von < 1 ìm stellt er eine sehr zuverlässige und präzise Lösung u.a. für die Messung der Exzentrizitäten von Wellen dar.
Bei den optischen Sensoren zählt der Sensor OADM 13 zu den kleinsten auf dem Markt erhältlichen Laser-Distanzsensor mit integrierter Auswerteelektronik. Er misst mit einer Auflösung von bis zu 10 ìm farb- und materialunabhängig über eine Messdistanz von bis zu 550 mm. Seine Ansprechzeit beträgt dabei weniger als 0,9 ms. Er ist besonders gut für hochgenaue Positionierungen oder Profilmessungen geeignet. Der Ultraschall-Sensor UNDK 10 ist der kleinste und leichteste (4 g) auf dem Markt erhältliche Sensor seiner Art. Die sehr schmale Schallkeule ermöglicht Füllstandsmessungen in Behältern mit kleinen Öffnungen oder auf kleine Objekte - bis zu einer Messdistanz von 200 mm.