Weg mit dem Kabel

Jumo hat den Wtrans-Funktemperaturfühler T01.G1 zur mobilen und/oder stationären Messung der Temperatur an beweglichen und festen Messorten sowie den zugehörigen Multifunktionsempfänger T01.EC1 entwickelt, um zukünftig Temperaturmesswerte drahtlos übertragen zu können. Der Sender befindet sich im Fühlergriff und ist durch ein wasserdichtes Gehäuse geschützt. Die benutzten Funkfrequenzen sind weitgehend unempfindlich gegenüber externen Störeinflüssen und erlauben eine Übertragung auch in rauer Industrieumgebung. Der Sender ist als Einstichmessfühler konzipiert. Der Fühler ist mit einer Einbaulänge von 50 bis 1000 mm verfügbar und hat einen Platin-Chip-Widerstand als Messelement. Senderseitig wurde ein Temperaturmessbereich von -30 bis 260 °C realisiert. Für die Anwendung des Wtrans-Systems wurde eine Funklösung mit störsicherem Protokoll im ISM-Band auf der Frequenz 868 MHz (Europa) bzw. 915 MHz (USA, Kanada, Australien, Neuseeland) ausgewählt. Der Tragschienen-Empfänger stellt die Messwerte über vier Analogausgänge (0(4)…20 mA, 0…10V) und über RS485-Schnittstelle mit ModBus-Protokoll zur Verfügung. Die Inbetriebnahme des Geräts erfolgt durch Verlinkung von Sender und Empfänger. Hierbei wird eine fünfstellige ID als spezifische Geräteadresse des Senders im Empfänger abgelegt. Dieses Verfahren erfordert nur wenige Tastendrücke und wird von der intelligenten Software mit Vorschlägen aus einer Link-Liste unterstützt. Die Geräte der Serie Wtrans sind somit in wenigen Augenblicken betriebsbereit.

Nützliche Funktionen sorgen für eine komfortable Nutzung und vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Über ein Setup-Programm lassen sich die Parameter des Systems variieren und die notwendigen und gewünschten Einstellungen vornehmen. Alternativ hierzu lassen sich alle Funktionen auch über die am Empfänger angebrachten Tasten und das Display aufrufen und einstellen. So können für jeden der Analogausgänge getrennt Parameter wie Linearisierung, Skalenanfang und -ende, Filterkons-tanten, Offset- sowie Schleppzeiger (Minimal-, Maximalwertspeicher) eingestellt werden. Die Möglichkeit, die vorgenannten sowie weitere Parameter als Auslöser für einen Alarm auswählen zu können, eröffnet dem Anwender ein breites Spektrum vielfältiger Überwachungsmöglichkeiten. Alarme sind sowohl für das Unter- oder Überschreiten von einstellbaren Messwerten möglich, als auch für Warnhinweise wie verbrauchte Batterie oder Fühlerbruch/Kurzschluss und Reichweitenüberschreitung. Alle Ausgänge des Geräts sind galvanisch getrennt. Bei den Temperaturmessungen wurde ein Echtzeitverhalten der einzelnen Messwerte angestrebt.

Die Geräte sind in zahlreichen industriellen Applikationen einsetzbar. Beispiele hierfür sind die lebensmittelverarbeitende Industrie sowie Lagerhallen, Kühlhäuser und viele weitere Industriezweige. Die Freifeldreichweite des Systems beträgt etwa 300 m. Durch den Einsatz der Funkübertragungstechnologie ergibt sich eine starke Reduzierung des Installationsaufwandes. Weitere Vorteile liegen auf der Hand: Lange Anschlussleitungen in kabelgebundenen Systemen sind auch fast immer hinderlich für den Anwender. Funkbasierte Temperatursensoren bieten hier im Vergleich zu drahtgebundenen Lösungen effektive und günstige Alternativen. Störanfällige, kostspielige Kabelverbindungen fallen weg. Im Vergleich zur drahtgebundenen Messdatenübertragung reduzieren sich die Kosten bei Wartung, Reparatur und Neuinstallation. Durch die Wtrans-Funktechnologie werden völlig neue Anwendungsgebiete bei der Übertragung von Temperaturdaten erschlossen.

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Braun: Die Temperatur ist die am häufigsten gemessene Größe in der Industrie. Daher ist es sehr nahe liegend, mit drahtlosen Temperaturfühlern auf Basis einer störunanfälligen Funktechnologie zu arbeiten. Ein wichtiges Kriterium in der Entwicklungsphase war auch das Erreichen einer sehr geringen Energieaufnahme für den Wtrans-Sender, um so eine lange Batterielebensdauer zu ermöglichen. Ein weiterer Schwerpunkt war die sehr einfache Konfiguration, verbunden mit einem Höchstmaß an Bedienkomfort für den Kunden.

Braun: Wir versprechen uns von diesem Produkt eine größtmögliche Einsatzvielfalt für unsere Kunden. Das Produkt eröffnet völlig neue Dimensionen in der Messwertaufnahme. Der Kundennutzen ist durch die Funktechnologie enorm und ermöglicht dem Anwender eine große Bewegungsfreiheit und gleichzeitig zuverlässige Temperaturmessungen, losgelöst von allem, was in der Vergangenheit störend auf eine flexible Nutzung wirkte. Durch die sehr leichte und schnelle Installation sind die Kosten im Vergleich zu den verdrahteten Lösungen wesentlich geringer. Die Kosten reduzieren sich sowohl bei einer Neuinstallation, als auch bei der Anlagenerweiterung und -wartung.

Braun: Bei der Funktechnologie wird das FSK-Verfahren eingesetzt. Hierbei schaltet die zu übertragende Bitabfolge die Schwingungen eines Trägersignals zwischen zwei Frequenzzuständen um. Verbunden mit einer Manchestercodierung ergibt sich ein Höchstmaß an Sicherheit. Übertragen wird im ISM-Band. Durch den speziellen Jumo-Protokollaufbau wird sichergestellt, das nur Jumo-Wtrans-Protokolle vom Empfänger ausgewertet werden. Alle anderen Protokolle werden bereits vor der eigentlichen Auswertung der Daten verworfen, ohne hierfür Rechenleistung reservieren zu müssen. Außerdem verwenden unsere Geräte das Verfahren „Listen before talk“. Hierbei „hört“ jeder Sender vor einer Datenübermittlung, ob ein benachbarter Sender gerade seine Daten übermittelt. Ist dies der Fall, so wartet er wenige Millisekunden, bis der Übertragungskanal wieder unbelegt ist.

Braun: Die Energieaufnahme der batteriebetriebenen Wtrans-Sender ist sehr gering. Das liegt an den implementierten Standby-Modis, die der Funk-Transceiver nutzt. Die Energieversorgung wird durch eine sehr langlebige Spezialbatterie sichergestellt. Die Lebensdauer ist abhängig von der einstellbaren Messrate. Diese kann im Bereich von 1 bis 3600 s per Setup-Programm variiert werden.

Braun: Die Messdaten werden vom Empfänger ausgewertet und über 4 Analogausgänge oder über Schnittstelle RS485 mittels Modbus-Protokoll ausgegeben. Hier können dann weitere Geräte wie Schreiber, Registriergeräte oder SPS nachgeschaltet werden. Eine Anbindung an den Modbus-Master-fähigen Logoscreen NT ist ebenfalls möglich. Auch die Software SVS3000 bietet eine komfortable Möglichkeit, Daten zu erfassen, darzustellen und zu archivieren. Die Funkdatenübertragung erfolgt immer zwischen Wtrans-Sender und Wtrans-Empfänger.

Braun: Pro Wtrans-Empfänger können bis zu 16 Sender über Schnittstelle ausgelesen oder bis zu 4 Sender über Analogausgänge verwaltet werden. Die Wtrans-Empfänger sind kaskadierbar. Daher können nahezu beliebig viele Sender in einer Anlage betrieben werden. Dies wird auch durch die relativ kurze Zeitdauer, die für die Übertragung eines Funkprotokolls benötigt wird, ermöglicht. Somit bekommt jeder Sender die Möglichkeit, seine Daten zu übermitteln. Die Einhaltung eines Duty-Cycles, der ein Puls-Pausen-Verhältnis darstellt, garantiert dies sogar. Jumo hält hier einen Duty-Cycle von kleiner einem Prozent ein.

Braun: Eventuell ist die Jumo-Funktechnologie auch auf andere Fühler und Auswertegeräte übertragbar. Dies hängt in entscheidendem Maße auch von der Anzahl der Kundenanfragen ab. Wir sind hier grundsätzlich sehr flexibel und reagieren sehr schnell auf individuelle Kundenwünsche.

Produktneuheiten

ISM-Band

Sensor + Test 2007