Anbindung von Drehmomentaufnehmern an EtherCAT-Systeme - mit dem Schnittstellenmodul TIM-EC

Der typische Weg zur Anbindung von Drehmomentsensoren ist die Nutzung der standardmäßigen EtherCAT-I/O-Baugruppen, z. B. über Frequenz oder Analog-Eingänge. Dies ist eine Variante, die aufgrund ihrer Standardisierung gewisse Vorteile bietet – die jedoch auch einen gravierenden Nachteil aufweist: Gerade für einen hochentwickelten und hochpräzisen Drehmomentaufnehmer, wie es zum Beispiel das Modell T40B von HBM ist, schöpft dieser Weg der Anbindung längst nicht die volle Leistungsfähigkeit des Sensors aus.

Drehmomentaufnehmer T40B

Standard-Anbindungen sind für hochperformante Aufnehmer oft nicht ausreichend

Warum? Die Erklärung ist einfach: „Die Hersteller der Aufnehmer haben die besten Voraussetzungen für die Entwicklung der Aufbereitungs- und Diagnosefunktionen in ihren Feldbuskopplern“, erklärt Yves Rosnoblet vom französischen Unternehmen Dynosens. „Die E/A-Module, die von den Anbietern von Automatisierungssystemen entwickelt werden, sind zwangsläufig für ein breiteres Anwendungsspektrum konzipiert und dementsprechend nicht für alle intelligenten Aufnehmertypen optimiert, insbesondere nicht für einen hochentwickelten Aufnehmer aus der Klasse des T40B.“ Letztendlich ist dies also so, als ob ein Hochgeschwindigkeitszug über die Gleise der Lokalbahn fahren müsste.

Schnittstellenmodul TIM-EC
Markus Haller, Produktmanager Drehmoment, HBM

TIM-EC: Ein echter Zauberkasten für die Drehmoment-Messtechnik

Das Schnittstellenmodul TIM-EC bietet für die Anbindung des Drehmomentaufnehmers T40B an EtherCAT-Systeme eine interessante Möglichkeit, diese Schwachstelle zu umgehen. Mit seiner maximalen Eingangsauflösung von 25 Bit ermöglicht TIM-EC ein ausgezeichnetes Genauigkeitsniveau. Mit seinen minimalen Gruppenlaufzeiten der digitalen Datenübertragung schafft es TIM-EC, die hohe Performance des Drehmomentsensors in die EtherCAT-Welt zu transportieren – und somit sowohl die Leistungsfähigkeit von EtherCAT als auch der HBM-Drehmomentsensoren optimal zu nutzen. Dies ermöglicht wiederum sehr viel bessere Möglichkeiten zur Steuerung des Prüfstands und zur effizienten Durchführung von Versuchen – letztendlich mit dem Ziel, präzisere Ergebnisse für bessere Produkte zu erzielen.

TIM-EC ermöglicht zudem, dass Steuerungs- und Automatisierungsebene optimal agieren und flexibel auf die Anforderungen der Prüfaufgaben reagieren können. Dies wird durch den modularen Aufbau des TIM-EC möglich, wie Markus Haller, Produktmanager für Drehmoment bei HBM, erklärt: „TIM-EC stellt den Anwendern umfangreiche Diagnosedaten und Messwerte für Drehmoment, Drehzahl, Drehwinkel und Leistung zur Verfügung. Mit der neun Funktion 'Interkommunikation' kann ein einziger Aufnehmer an zwei separaten TIM-EC-Modulen betrieben werden, die über den Rückwandbus miteinander verbunden sind. So können alle Einstellungen wie z. B. die Signalkonditionierung, Skalierung, Kalibrierdaten usw. rückwirkungsfrei und unabhängig voneinander in jedem Modul abgespeichert und geändert werden.“ Das Modul TIM-EC ist dabei weit mehr als ein herkömmliches, hochgenaues I/O-Modul. Zahlreiche Sonderfunktionen machen es zu einem wahren 'Zauberkasten' für eine Verbesserung und Optimierung der Drehmomentmessung.

Linearisierung der Aufnehmerkennlinie mit TIM-EC

Die integrierte Stützstellenapproximation zur Linearisierung der Kennlinie gibt dem Anwender bei Bedarf die Möglichkeit, die gesamte Messkette - bestehend aus Drehmomentaufnehmer und Schnittstellenmodul - optimal aufeinander abzustimmen. Durch das umfangreiche Diagnosekonzept (Webserver, EtherCAT) ist der Anwender jederzeit in der Lage, sich über den Gesamtzustand der Messkette zu informieren.

Mischbetrieb verschiedener Industrial Ethernet-Netzwerke

TIM-EC wird kontinuierlich weiterentwickelt. Eine neue Funktion von TIM-EC legt zum Beispiel das Fundament für einen künftigen Mischbetrieb verschiedener Industrial Ethernet-Netzwerke. So ermöglicht diese Konfiguration auch, dass ein Drehmomentaufnehmer gleichzeitig z. B. an einem EtherCAT und PROFINET Netzwerk betrieben werden kann und gewährleistet damit die echtzeitfähig Kommunikation innerhalb der beiden Netzwerke. Die neu integrierte Funktionalität, Interkommunikation oder auch 'TIM-to-TIM-Kommunikation' genannt, setzt damit hinsichtlich Flexibilität neue Maßstäbe. Der Einsatz von TIM-EC zusammen mit T40B kann somit ein entscheidender Faktor sein, die hohe Leistungsfähigkeit Ihrer Drehmomentaufnehmer auch in hochautomatisierten und hochdynamischen Testreihen optimal zu nutzen.

 

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3 Fragen zu TIM-EC

1. Wer sollte TIM-EC nutzen?

TIM-EC ist die ideale Lösung für alle Nutzer des Drehmomentaufnehmers T40B, die in ihren Prüfständen mit EtherCAT arbeiten.

2. Welche Vorteile bietet mir TIM-EC?

Mit seinen minimalen Gruppenlaufzeiten und einer maximalen Eingangsauflösung von 25 bit ermöglicht TIM-EC eine hochperformante Anbindung Ihrer Drehmomentaufnehmer an EtherCAT-Systeme – und eröffnet so ganz neue Möglichkeiten zur hochgenauen Steuerung und Auswertung der Messreihen, insbesondere bei dynamischen Tests. Ferner kann über EherCAT bidirektional direkt mit dem Sensor kommuniziert werden - bis in die Rotor- und Statorelektronik zwecks Diagnose und Parametrierung.

3. Kann ich bestehende Systeme nachrüsten?

TIM-EC ist ein modulares System. Damit können auch nachträglich alle HBM Drehmomentaufnehmer mit einer integrierten TMC-Schnittstelle, aktuell alle Drehmomentsensoren der T40-Baureihe, sehr einfach nachgerüstet und erweitert werden.

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