Система измерения перемещений Magnettrack

Очень часто необходимо решать задачу по определению абсолютного положения объекта на довольно большой дистанции и с высокой точностью. Это может быть положение крана, перемещение платформы или тележки. Основными проблемами, с которыми сталкиваются производители в решении задачи измерения перемещений, являются грязь, СОЖ, ударные и вибрационные нагрузки, а также другие тяжёлые условия стандартной производственной среды. Существующие на сегодняшний день оптические решения для позиционирования объектов обладают недостатками при работе в тяжёлых условиях окружающей среды, например, в металлургии. В то время как использование энкодеров для колёсной техники также не всегда приемлемо по причине накопления ошибки измерения за счёт проскальзывания колес. Получивший в последнее время распространение метод Magnettrack, «по словам очевидцев» лишён этих недостатков. Так ли это на самом деле?

О системе
Magnettrack («магнитная трасса») — система измерения перемещений на больших расстояниях по траекториям, приближенным к линейным. В настоящий момент она успела хорошо зарекомендовать себя на крупных металлургических производствах.
Сама технология, как и все гениальное, проста. Принцип работы — это магнитострикционный эффект, возникающий при воздействии магнитного поля на медный токопроводящий волновод. Магнитострикционная (механическая) волна возвращается со сверхзвуковой скоростью к контрольной плате датчика, проходит через катушку и преобразуется в электрический сигнал. Время между двумя электрическими сигналами позволяет рассчитать положение магнитного маркера с высокой точностью, а сегодняшние промышленные интерфейсы передачи данных позволяют проделывать такой расчёт одним преобразователем одновременно с несколькими обычными пассивными постоянными магнитами.
Система Magnettrack использует немецкое оборудование фирмы Balluff, работающее по зарекомендовавшей себя технологии магнитострикции. Эти магнитострикционные преобразователи вот уже более 30 лет показывают себя как надёжное решение для высокоточных измерений на коротких и средних дистанциях. Magnettrack подходит к применению этих датчиков несколько с другой стороны: датчик крепится на подвижную установку (станок, кран, телега, машина и т. д.), а позиционные маркеры (магниты) расставляются по траектории перемещения установки (рельса, подрельсовая балка, направляющая и т. п.) в удалённости от чувствительной поверхности преобразователя до 50 мм, создавая таким образом магнитную трассу. Существует всего три условия расстановки позиционных маркеров: первое — в любой точке траектории движения объекта, в активной области датчика, всегда присутствует минимум 1 маркер, второе — сигнатура каждого позиционного маркера, то есть его индивидуальный номер, уникальна в пределах всего диапазона перемещения и третье — расстояние между маркерами не может быть меньше, чем размер позиционного маркера. Далее, после запуска системы, производится инициализация маркеров, то есть сопоставление их абсолютного значения с их сигнатурой, после чего система будет знать точное местоположение установки в любой точке траектории как на высоких скоростях (до 10 м/с), так и в статике, после перезагрузки питания преобразователя или машины в целом.
Развернутая таким образом система измерения перемещений является абсолютной. Это означает, что после перезагрузки питания необходимость вывода объекта измерения в нулевую позицию отсутствует.
Преимущества
Как известно, для занятия лидирующей позиции необходимы две составляющие: высокое качество и снижение издержек. Так вот, с одной стороны, Magnettrack строится на немецком оборудовании, известном своим качеством, и применяется повсеместно лидирующими производственными компаниями с мировым именем и отечественной идеей алгоритмизации процесса измерения, которая отлично показала себя при позиционировании крановой техники. С другой, преимущества системы действительно помогают снижать издержки. Принципы здесь следующие.
1. Система Magnettrack бесконтактная, что позволяет игнорировать как вертикальные колебания машины, так и горизонтальные колебания объекта измерения порядка 30 мм. Более того, система не требует никакого обслуживания и не восприимчива к окружающей среде, а значит срок её службы, при надлежащем использовании, практически не ограничен.
2. Система Magnettrack не является оптической. Она не чувствительна к любым типам пыли (в том числе и металлической), различным видам загрязнений и отходов производственного процесса (вода, масло, мазут, СОЖ и т.д.).
3. Развертывание системы Magnettrack на производственных площадках может происходить без остановки производства, что очень важно при дорогостоящих простоях.
4. За небольшую добавленную стоимость систему Magnettrack можно наделить свойством повышенной надёжности работы в нужных местах за счёт дублирования маркеров и/или преобразователя Balluff.
5. Система имеет гибкую вариацию исполнения и способна работать дискретно при необходимости позиционирования объекта в определенных точках (например, в точках остановки), что значительно снижает её стоимость и увеличивает скорость развертывания.
6. Система Magnettrack независима от эффекта проскальзывания колёс, например, в крановой технике. В то время, как для энкодеров эффект проскальзывания колёс приводит к накоплению ошибки измерения и, как следствие, к авариям. Для колёсной техники система Magnettrack защищена от повреждений и практически не зависит от износа колёс и рельс, вала и т. д., соответственно, в отличие от энкодоров, проскальзывания невозможны. В совокупности с абсолютным значением на выходе системы ложные показания в любой момент времени и положения исключены.
7. Magnettrack обладает возможностью использования одной системы позиционных маркеров для нескольких установок на одной троллеи для единовременного согласованного их позиционирования и предотвращения от сталкивания и синхронизации показаний позволяет инициализировать новые позиционные маркеры, например, при увеличении хода установки.
8. Система Magnettrack содержит функцию диагностики, которая позволяет отслеживать любые изменения маркерно-магнитной разметки на трассе следования установки и быстро восстанавливать маркерную разметку, например, после проведения ППР, физическому разрушению элементов системы, замене подрельсовых балок для крановой техники и т.п.
Синхронная работа машин в общей системе координат исключает возможность столкновения по причине выхода одного из преобразователей из строя (работающие машины будут знать о неисправности и положении нефункционирующей).
Вышеперечисленные преимущества не являются конечными, сюда можно добавить антивандальное механическое исполнение, надежность работы, благодаря простому его принципу, обучаемость системы и др. В настоящее время ведётся разработка метода оценки износа колес и рельс для кранового оборудования на основе системы Magnettrack. Это лишь немногие преимущества системы, но уже в них заложено решение огромного количества проблем, связанных с производственной движущейся техникой.®


«Промышленные страницы Сибири» №11 (114) ноябрь 2016 г.

скачать pdf

По материалам пресс-службы ООО «БАЛЛУФФ».




© 2006-2012. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»


Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru

© Создание сайта - студия GolDesign.Ru