Drucksensoren der PS+ Serie, Bild: Turck

Drucksensoren der PS+ Serie

Die Automobilindustrie hat es vorgemacht und die Vorteile des Konzepts eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Mit einer Plattformstrategie lässt sich die Time to Market verkürzen und eine enorme Variantenvielfalt erreichen.

Drucksensoren der PS+ Serie, Bild: Turck
Die Drucksensoren der PS+ Serie sind die ersten Geräte, die auf Turcks neuer Fluidsensor-Plattform basieren. Dank ihrer neuen Bauart sind sie sehr robust gegen Feuchtigkeit und Vibration. Bild: Turck

Zugleich lassen sich dank reduzierter Entwicklungszeiten und verringerter Lagerhaltung sogar Kosten sparen. Kein Wunder, dass die Idee auch in Maschinenbau und Automatisierungstechnik Freunde gewinnt.

Als Turck sich aufmachte, die Palette an Fluidsensoren einem Relaunch zu unterziehen, war demnach auch klar, dass die Vorteile einer neuen Plattform für alle Messgrößen der Fluidtechnik genutzt werden sollte. Mit dem neuen Drucksensor wurde auf der Hannover Messe 2019 das erste Modell der neuen Baureihe der Öffentlichkeit vorgestellt.

Ein Plus an Bedienung und Haltbarkeit

Die Fluidsensorik ist für Turck nicht neu, wie Dr. Bruno Gries ausführt: „Wir haben umfangreiche Erfahrungen, was diese Sensoren angeht. Aber was wir mit den neuen Drucksensoren der Serie PS+ bieten, folgt wirklich einem neuen Ansatz. Einem neuen Ansatz nicht nur für Turck, sondern für die gesamte Branche.“ Dr. Gries ist Leiter des Produktmanagements Fluidsensorik bei Turck. „Wir werden dieses einheitliche Look and Feel des Drucksensors perspektivisch auch auf die Messgrößen Temperatur, Strömung und Füllstand ausweiten“, ergänzt Gries, „denn wir haben hier wirklich eine solide Plattform für Fluidsensoren geschaffen.“ Das „+“ im Namen der Sensorfamilie stehe dabei für zwei zentrale Kundenvorteile: eine vereinfachte Inbetriebnahme und die Gewährleistung einer hohen Anlagenverfügbarkeit.

Ein wichtiger Punkt war natürlich die Möglichkeit des reibungslosen Einbaus in die Maschine. Das beinhaltet die marktüblichen Prozessanschlüsse und elektrischen Ausgänge, aber auch die Möglichkeit, den Sensorkopf um 340° frei drehen zu können. Das Display ist zudem für einen Überkopfeinbau umkehrbar, sprich die Werte in der Vierzehnsegment­anzeige drehen um 180° und sind immer aufrecht lesbar. Das bietet dem Anlagenkonstrukteur viele Freiheiten und dem Monteur die Flexibilität, den Sensor ohne Ergonomie-Einbußen auch mal anders zu platzieren, wenn die Gegebenheiten vor Ort es erfordern.

Intelligente Funtionen dank IO-Link

PS+ mit Hand, Bild: Turck
Der PS+ lässt sich bequem über kapazitive Touchpads bedienen. Da es keine beweglichen Teile gibt, ist der Sensor abnutzungs- und verschleißfrei. Bild: Turck

„Unser Ziel ist es, dass der Kunde beim Einbau der Sensoren so wenig Ärger wie möglich hat. Dazu gehört auch, dass sich das Gerät problemlos mit der Steuerung verbindet“, betont Gries. „Daher erkennt der Sensor automatisch, ob die Steuerung respektive das Busmodul ein NPN- oder ein PNP-Signal benötigt. Werden analoge Ausgangssignale ausgewertet, gilt das Gleiche natürlich auch für Strom oder Spannung.“

Um den Plug-and-Play-Gedanken noch weiter zu treiben, hat Turck einen cleveren Kompatibilitätsmodus in das IO-Link-System implementiert. Produktmanager Gries führt aus: „Wenn Sie in einer bestehenden Anlage vorhandene IO-Link-Sensoren anderer Hersteller haben, die Sie ersetzen wollen, dann können Sie die PS+-Serie so einstellen, dass das Datenprofil und Verhalten marktüblicher Wettbewerbssensoren emuliert wird. Die Steuerung wird gar nicht merken, dass ein anderer Sensor angeschlossen ist. Dieses Feature ist wirklich einzigartig am Markt.“

Bedienung mit Smartphone-Haptik

LEDs der Vierzehnsegmentanzeige - Bild: Turck
Die LEDs der Vierzehnsegmentanzeige können ihre Farbe wechseln. Auf diese Weise kann optisch signalisiert werden, ob der angezeigte Messwert eine eingestellte Grenze über- oder unterschritten hat. Bild: Turck

Das zweite wesentliche Ziel bei der Entwicklung der Sensoren war es, dass sich Anwender in der Menüstruktur sehr schnell zurechtfinden können. Die Bedienung des Sensors ähnelt deshalb der eines Smartphones. Und so wie moderne Telefone ohne physische Tasten auskommen, hat auch die neue Turck-Sensorreihe keine beweglichen Teile mehr. Die Tastenfelder sind über kapazitive Touch-Technologie berührungsempfindlich und ohne Hilfsmittel nutzbar. Bemerkenswert: Sie sind auch mit vielen gängigen Handschuhtypen bedienbar.

Damit keine versehentlichen Modifikationen am Sensor möglich sind, wurden die Tasten zum einen unempfindlich gegen Wasser, Schmutz oder Öl gestaltet. Zum anderen gibt es aber auch eine Tastensperre, die erst nach Tastendruck sowie einer Wischbewegung geöffnet wird. Hinzu kommt bei Bedarf auch eine Passwortsicherung. Unbeabsichtigte Fehleinstellungen, die Anlagenbetreiber immer wieder monieren, sollten damit eigenlich nicht mehr vorkommen.

Wenn man aber erst einmal im System ist, wird es wieder einfach: Die Turck-Entwickler legten auch bei der Benutzerführung Wert darauf, es dem Anwender einfach zu machen: „Der Benutzer wird intuitiv durch ein Klartext-Menü geleitet“, führt Bruno Gries aus. „Die Struktur des Menüs kann er ebenfalls anpassen. Es folgt wahlweise dem Turck- oder dem VDMA-Standard. Wir sind zwar der Meinung, dass unser Standard dem Kunden Vorteile bietet, aber am Ende kann er selber bestimmen, womit er am besten klarkommt.“

Installation, Einrichtung und Wartung sind wichtig, aber nicht alles, worauf es bei einem Feldgerät ankommt. Denn in aller Regel tut es jahrelang klaglos seinen Dienst. Damit der Anlagenbetreiber auch in dieser Zeit Freude an den neuen Sensoren hat, liefern bei der PS+-Serie rundum sichtbare Status-LEDs laufende Informationen über Betriebszustand und Fehler. Diese LEDs werden ergänzt durch eine besondere Fähigkeit des Sensor-Displays: Die Anzeige, wahlweise Bargraph oder Vierzehnsegment, bietet einen programmierbaren Farbwechsel von Grün nach Rot und vice versa. Wenn also beispielsweise definierte Schaltpunkte über- oder unterschritten werden, wechselt das Display die Farbe. Damit ist ein kritischer Zustand auch aus größerer Entfernung schnell zu sehen.

Turck: Neue Fluidsensoren-Generation!

Turck hat eine neue Fluidsensoren-Generation entwickelt. Der neue PS+ Drucksensor ist deutlich robuster und einfacher zu bedienen. Details haben wir bei Turck vor Ort erfahren...

Belastbarkeit erhöht

Hydraulikpresse, Bild: Turck
Drucküberwachung an einer Hydraulikpresse: Mit ihren variablen Montagemöglichkeiten lassen sich die Sensoren in jeder Einbausituation gut positionieren. Bild: Turck

Die oben erwähnte Bedienung über Touch-Controller ist nicht nur schick, sie bietet auch Vorteile bei der Robustheit der Sensoren. Denn durch den Verzicht auf mechanische Bedienelemente und bewegliche Teile entfallen auch deren Nachteile wie Abnutzung, Verschleiß oder nachlassende Dichtheit. „Die neuen Sensoren können Sie im Schlamm versenken, kurz abwischen und alles funktioniert problemlos“, erklärt Dr. Bruno Gries stolz. Denn bei allem Fokus auf einfache Nutzung und gefälliges Design – das übrigens kürzlich sogar den iF Design Award erhalten hat – wichtiger ist den Kunden am Ende eine hohe Anlagenverfügbarkeit über Jahre hinweg. Daher sind die Sensoren weitestgehend aus robustem Edelstahl. Die verwendeten Werkstoffe am Display sind beständig gegen UV-Strahlung und Salzsprühnebel, sodass einer Verwendung im Außenbereich nichts im Wege steht. Das spezielle Dichtungskonzept macht die PS+-Reihe sehr widerstandsfähig, sodass sie die ISO-Schutzarten IP6K6K, IP6K7 und IP6K9K erfüllt.

Werkzeug­maschine, Bild: Turck
Applikationsbeispiel: Überwachung des Kühlschmierstoffkreislaufs einer Werkzeug­maschine. Bild: Turck

Das Dichtungskonzept ist so solide, dass die Entwickler im Vergleich zu den Vorgängermodellen auf einen Vollverguss der Bauteile verzichten konnten. Das wiederumreduziert das Gewicht der Drucksensoren erkennbar, wodurch die Vibrationsfestigkeit dank geringerer schwingender Masse erhöht wurde.

Auch auf Seiten der Messeinheiten wurde auf Stabilität geachtet. Turck bietet die neuen Drucksensoren sowohl mit bewährten Keramikmesszellen, als auch mit vollverschweißten Metallmesszellen an. Letztere bieten eine Überdruckfestigkeit bis zum Siebenfachen des Nenndrucks. Wenn doch einmal etwas geschieht, bleiben die Metallmesszellen im Vergleich zur Keramik meist dicht, selbst wenn sie nicht mehr funktionieren sollten. Optional lassen sich die Sensoren auch noch mit Druckspitzenblenden ausstatten.

Daneben wurde mit der neuen Generation auch die Messgenauigkeit erhöht. Da Minimal- und Maximaldrücke ausgelesen werden können, lässt sich auch die Funktion „Schleppzeiger mit Langzeitspeicherung“ bedienen.

Premiere in Hannover

Multitalent, Bild: Turck
Multitalent: Die neuen Sensoren erkennen selbsttätig, ob die übergeordnete Steuerung NPN- oder PNP-Signale verlangt. Die digitale IO-Link-Schnittstelle kann so eingestellt werden, dass sie das Datenmuster anderer Hersteller emuliert. Und natürlich gibt es auch Varianten mit Analogausgang, die Werte in Strom oder Spannung liefern. Bild: Turck

Die zur Hannover Messe präsentierten Drucksensoren markieren den Beginn eines Generationenwechsels. Der modulare Aufbau wird allen Sensoren der Fluid-Familie ein einheitliches Aussehen und eine ebenso vertraute Handhabung verleihen. Kunden können ihre Anlagen somit weitaus einfacher erweitern und warten, da die Mitarbeiter nur auf ein einziges Bedienkonzept geschult werden müssen. Natürlich werden die Vorgängermodelle noch eine Zeit lang parallel angeboten, aber mittelfristig sollen die PS+-Modelle das bisherige Fluidsensorikportfolio komplett ersetzen.

Bei den in Hannover vorgestellten Drucksensoren – die im Übrigen ab der Messe auch bestellbar und in den gängigen Anschlussgrößen und Messbereichen sofort ab Lager lieferbar sein werden – sind Druckbereiche bis 600 bar abgedeckt. „Es ist uns wichtig, dass die Kunden, wenn sie den Sensor auf der Messe sehen, ihn auch direkt odern können“, führt Dr. Gries aus, „denn je besser ein Produkt ist, desto größer die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kunde es haben möchte, und umso größer die potenzielle Enttäuschung, wenn man sagen muss, dass es nur eine Konzeptstudie war.“ Von den mehreren Tausend Varianten sollen nach der Messe etwa 250 Modelle innerhalb 24 Stunden lieferbar sein.

Interview mit Dr. Bruno Gries, Turck

„Kunden kaufen eine Komponente nicht, weil sie cool aussieht, sondern weil sie wollen, dass die Anlage zuverlässig läuft und sie diesen Zustand schnell herstellen möchten.“ Dr. Bruno Gries, Turck

„Wir wollen es dem Nutzer einfach machen“

Welche Anforderungen werden an moderne Fluidsensorik gestellt und welche Antworten hat Sensorspezialist Turck auf diese Fragen? ke NEXT sprach mit dem Leiter des Produktmanagements Fluidsensorik bei Turck über die neue Sensorbaureihe.

Was sind Ihrer Erfahrung nach die wichtigsten Anforderungen der Kunden an einen Fluidsensor?

Da gibt es im Bereich der Fluidsensorik zwei große Themenkomplexe: Das eine ist einfache Inbetriebnahme und das andere ist erhöhte Anlagenverfügbarkeit. Auch wenn Industriedesign sehr wichtig ist, die meisten Kunden kaufen eine Komponente nicht, weil sie total cool aussieht, sondern weil sie wollen, dass die Anlage zuverlässig läuft und weil sie diesen Zustand schnell herstellen möchten. Entsprechend waren das die beiden wichtigsten Leitgedanken bei der Neuentwicklung.

Trotzdem haben Sie dem Design viel Aufmerksamkeit gewidmet. Warum?

Weil auch das auf die gerade genannten Anforderungen einzahlt. Nehmen Sie das Design der Benutzeroberfläche: Hier haben wir uns an der Bedienphilosophie von Smartphones orientiert. Sie bedienen das Gerät mit Touch- und Wischbewegungen. Das ist eine Technologie, die die Mitarbeiter gewohnt sind, mit der sie gut umgehen können. Und wenn die Bedienung eingängig und intuitiv ist, dann sind die Mitarbeiter schneller bei Inbetriebnahme und Wartung.

Waren frühere Gerätegenerationen denn so viel schlechter zu bedienen?

Nun, im Vergleich zu heute teilweise schon. Wenn Sie in Anlagen unterwegs sind, sehen Sie oft Sensoren, bei denen die Oberfläche so komisch vollgemalt ist, da sind lauter blaue Punkte und Striche um die kleinen Taster und Dip-Schalter. Das kommt daher, dass sie mit einem Kugelschreiber bedient werden. Es gibt tatsächlich Geräte am Markt, bei denen es sogar in der Bedienungsanleitung steht, dass man sie mit einem Stift bedienen soll, weil alles so eng und fummelig ist. Da ist ein ergonomisches Design mit kluger Benutzerführung schon ein enormer Fortschritt. Unser Ziel war es, dem Nutzer die Bedienung einfach zu machen. Hinzu kommt, wir wollten die Bedienung vereinheitlichen.

Warum? Ist sie denn bisher so unterschiedlich?

Sehen Sie, wenn man wie wir seit über 20 Jahren Fluidsensorik macht, dann haben sich da über die verschiedenen Epochen sehr unterschiedliche Geräte entwickelt. Auch technisch: Es fing an mit Potenziometern, später kamen die ersten Displays mit Knöpfen. Neue Generationen von Diplays haben es dann ermöglicht, andere Programmiermethoden einzusetzen und so weiter. Und am Ende des Tages kommt ein Kunde und will je einen Strömungs-, Druck- und Temperatursensor anschließen und muss dreimal die Bedienungsanleitung lesen, in der dreimal etwas anderes drin steht. Deshalb gibt es bei uns nun auch den Plattformgedanken. Startend mit diesem Drucksensor werden alle neuen Fluidsensoren ein gleiches Look-and-Feel sowie eine identische Bedienphilosophie haben. Das ist für uns tatsächlich ein großer Schritt, und wir sind im ganzen Team sehr stolz, dass wir nun nach gut zweijähriger Entwicklungsarbeit mit fertigen Produkten an die Öffentlichkeit gehen.

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