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Hygienesensoren ohne Reflektoren

Zuverlässige Detektion transparenter Verpackungen
Hygienesensoren ohne Reflektoren

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Anlagen zum Abfüllen und Dosieren flüssiger und pastöser Stoffe für die Chemie-, Pharma- oder auch Kosmetikindustrie müssen höchsten Anforderungen an Hygiene, Präzision und Durchsatz genügen. Dabei stellt die prozesssichere und performante Erkennung der häufig transparenten Verpackungen in diesen Maschinen und Anlagen Automatisierungstechniker noch immer vor große Herausforderungen. Die O300/O500-Smartreflect-Transparent-Sensoren im EHEDG- und FDA-konformen Edelstahlgehäuse sind hier eine effiziente Lösung.

Die O300/O500-Smartreflect-Transparent- Sensoren von Baumer genügen schärfsten Hygieneanforderungen und ermöglichen höchste Flexibilität in der Produktion. Die zuverlässige Detektion unterschiedlichster, sich z. B. bei Chargenwechsel ändernden Arten von transparenten Objekten funktioniert ganz ohne Reflektor. Dies ist gleich zweimal hygienisch: Der verschmutzungsanfällige Reflektor entfällt und der Sensor selbst ist durch spezielles Hygienedesign optimiert. Mit diesen Sensoren können dabei Objekte bis zu einem Abstand von 1 m vom Sensor erkannt werden. Dies ermöglicht mehr Flexibilität bei der Platzierung der Sensorik in der Anlage. Dank der extrem kurzen Ansprechzeit von 0,25 ms ist er selbst für sehr schnelle Applikationen geeignet. Ein besonderes Highlight bietet die Einstellung der Sensoren. Die kann sowohl manuell über das magnetische und somit 100 % hygienische Teachverfahren oder automatisiert über IO-Link erfolgen.

Noch mehr Leistung
Wenn es um die schnelle und punktgenaue Erkennung selbst hochtransparenter Objekte geht, sind optoelektronische Sensoren meist die optimale Wahl. In der Vergangenheit kamen hier meist Reflexionslichtschranken zum Einsatz. Sie sind dank ihrem Funktionsprinzip sehr zuverlässig. Allerdings verfügen sie über einen großen Nachteil, denn sie benötigen einen Reflektor, um Objekte sicher zu erkennen. Dies schränkt nicht nur die Designfreiheit ein, sondern erhöht auch die Kosten, da hier spezielle Reflektoren mit hygienischen Eigenschaften verwendet werden müssen. Zudem muss der Reflektor auch regelmäßig gereinigt oder auch einmal ausgetauscht werden und führt somit zu ungewollten Stillstandszeiten. Die Lösung hierfür sind Lichtschranken ohne Reflektoren. Der Nachteil dieser Sensoren bestand bisher in der geringen Reichweite von etwas mehr als 50 cm (Objektentfernung) und dem eingeschränkten Erfassungsbereich.
Mit den O300- und O500-Smartreflect-Transparent-Sensoren im hygienischen Edelstahldesign bietet Baumer jetzt eine überzeugende Lösung. Mit einer Reichweite bis zu 1 m und einer Ansprechzeit von 0,25 ms ermöglichen sie zuverlässig die hoch performante Erkennung transparenter Objekte ohne einen wartungsintensiven Reflektor. Zudem ist es möglich, durch intelligente automatische Konfiguration die verschiedensten Objektarten wie Flaschen, Trays und auch Folien mit nur einem Sensortyp sicher zu erkennen.
Die Gehäuse aus glattem, nutenfreien V4A-Edelstahl bieten keinerlei Haftungspunkte für Bakterien und Schmutz und fügen sich problemlos in das Hygienedesign der Anlage ein. Darüber hinaus sind sie überaus beständig sowie korrosionsfrei und widerstehen selbst den aggressivsten Reinigungsmitteln und -prozessen. Aber Hygiene endet nicht am Sensor. Die Edelstahlsensoren bieten auch die komplette Palette an Montagekomponenten im Hygienedesign. So ist höchste Sicherheit gewährleistet.
Effizient auf der ganzen Linie
Große Reichweiten und ein möglichst kleiner Blindbereich sind für Automatisierungstechniker im Pharmabereich und in der Feinchemie ein wichtiges Auswahlkriterium. Bei optischen Sensoren mit Winkelmessung (Triangulationsprinzip) wird die maximale Reichweite stark von der Baugröße (Abstand zwischen dem in einem Gehäuse integrierten Sender und dem Empfänger) bestimmt. Dank dem neu entwickelten Algorithmus von Baumer sind die O300- und O500-Smartreflect-Transparent- Edelstahlsensoren in der Lage, Reflektionswinkel und -intensität des empfangenen Lichts intelligent zu verknüpfen und somit trotz der kompakten Gehäusehöhe von nur 45 mm eine Reichweite von 1 m zu erzielen.
Für hohe Maschinengeschwindigkeiten wie z. B. bei der Abfüllung von flüssigen Medien sind performante und zuverlässige Sensorlösungen die entscheidende Voraussetzung. Durch den optimierten Smartreflect-Transparent-Detektions-Algorithmus wurde die Auslesegeschwindigkeit des optischen Empfängers stark verbessert. Das Resultat ist eine Ansprechzeit von unter 0,25 ms.
Dabei gilt es, bei hohen Geschwindigkeiten und minimalen Abständen neben der Ansprechzeit noch den Strahlverlauf der Lichtquelle zu berücksichtigen. Mit der Baumer-PinPoint-LED wird ein fokussierter Strahlverlauf erreicht, der in vertikaler Ausrichtung des Sensors die zuverlässige Detektion von Objekten mit sehr kleinen Abständen ermöglicht. Dank der intelligenten Auswertung im Sensor bieten die Sensoren selbst bei starken Vibrationen, wie sie häufig in Anlagen vorkommen, höchste Zuverlässigkeit.
Transparente Objekte sind in einer Vielzahl im Einsatz. Die verschiedenen Strukturebenen von Kunststoffen und deren Herstellung weisen sehr unterschiedliche Eigenschaften auf, die sich für die optische Erkennung in Depolarisationseffekten oder Transmissionsdifferenzen niederschlagen. Die O300/O500-Smartreflect-Transparent-Sensoren von Baumer bieten deshalb drei Standard-Sensitivitätslevels, die eine zuverlässige Detektion der unterschiedlichen transparenten Objekte ermöglichen. Die manuelle Parametrierung der Sensoren erfolgt bequem und absolut hygienisch über das einfache, sichere und verschleißfreie magnetische Einlernverfahren qTeach von Baumer. Nach dem Einlernen verriegelt sich der Sensor automatisch und bietet so höchste Prozesssicherheit.
Ready for Industry 4.0
Noch mehr Flexibilität und Hygiene z. B. für schnelle Formatwechsel bietet die Parametrierung über die integrierte IO-Link-Schnittstelle. Darüber lassen sich zusätzlich noch Parameter wie z. B. Ansprech- und Abfallverzögerung, minimale Pulsdauer, exakte Schaltpunkte für unterschiedliche Objekte automatisiert einstellen. Zusätzlich lassen sich die qTeach-Methoden und die Verriegelungszeit individuell parametrieren. Die Signalqualität der Sensoren kann über IO-Link überwacht werden und somit lässt sich der Wartungszyklus optimal planen. Durch diese umfangreichen Möglichkeiten der Parametrierung kann ein einziger Sensortyp schnell und einfach auf ganz unterschiedliche Applikationen und transparente Materialien konfiguriert werden. Die Schnittstelle liefert auch qualifizierte Prozess- und Diagnosedaten für optimale und kostensparende Wartungsprozesse.

Alexander Gerstner Andrea Memminger-Wäsch Markus Imbach
Head of Product Marketing SE,
Baumer
Senior Marketing Manager,
Baumer
Senior Product Manager,
Sensor Solutions


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