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Verfahrzeitüberwachung
Die Verfahrzeit eines Antriebs in einer industriellen Anlage kann sowohl in der Steuerung
als auch in der Anlagendiagnose eine wertvolle Information darstellen. Nimmt beispielsweise
die Verfahrzeit eines pneumatischen Zylinders über die Betriebsdauer einer Anlage zu
und erreicht einen bestimmten kritischen Wert, so kann dies als Anlass gewertet werden,
die Komponente auszuwechseln noch bevor ein Total-Ausfall zum Stillstand der Anlage führen
würde.
An einem der im Demonstrator verwendeten Antrieb wurde daher eine derartige Verfahrzeitüberwachung
implementiert. Konkret soll die Ausfahrzeit des pneumatischen
Zylinders am Y-Z-Handling detektiert werden.
An den beiden Endpositionen des Zylinderkolbens sind
Schalter angebracht, die beim Erreichen der Position geschlossen werden. Zu den Zeitpunkten
des Schliessens der Schalter wird ein Funktelegramm mit dem Inhalt „Start“ bzw. „Stop“
versandt. Eine übergeordnete Steuerung am Funkempfänger bestimmt aus der Zeitdifferenz
der beiden Endlagen die Verfahrzeit.
Die notwendige Energie wird aus Druckluftschwankungen im Zylinderkolben gewonnen.
In die Zuluftleitung in die eine Kammer des Zylinderkolbens wird eine mit Piezomatarial
beschichtete Membran angebracht. In dem Moment, wwnn die eine Kammer des Zylinders gefüllt
wird steigt der Luftdruck in der zuführenden Leitung an und verformt eine mit
Piezomatarial beschichtete Membran. Im Piezo findet eine Ladungsverschiebung statt.
Die freien Ladungsträger werden zur Stromversorgung genutzt. Die mechanische
Verformungsenergie an der Membrane wird in elektrische Energie gewandelt.
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