Innovatives Sensorkonzept und IO-Link eröffnen vielseitige Integrationsmöglichkeiten

Alle optoelektronischen Funktionsprinzipien im jeweils identischen Kleingehäuse, IO-Link-Konnektivität als ­Standard, intuitive Integration und Bedienung – die zukunftsorientierte Produktarchitektur der Licht­schrankenserien R100, R101 und R103 von Pepperl+Fuchs bietet alle Optionen für die smarte Automation. ­Darüber hinaus überzeugt die neue Lichtschranken-Generation immer mehr Anwender durch die Vielzahl ­innovativer Technologien.

Marktgängige und montagekompatible Gehäusebauformen kombiniert mit DuraBeam-Lasertechnologie und MPT-Multipixel-Messkern mit hochpräzisem Opto-ASIC auf Triangulationsbasis eröffnen eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten, in denen es auf konstruktive und integrationstechnische Flexibilität, sicheres Detektionsverhalten und präzises Messen ankommt. Die über die Lichtschrankenserien R100, R101 und R103 hinweg einheitliche Usability vereinfacht die Inbetriebnahme und die Bedienung im Betrieb. Mit IO-Link als Standard und der Bluetooth-basierten SmartBridge-Technologie bieten die Optosensoren eine vielseitige Konnektivität bis in die Cloud – und damit ein Höchstmaß an Investitions- und Zukunftssicherheit.

Die Befestigungssituation bestimmt die Bauform, das Funktionsprinzip passt sich flexibel an
Die Erfassungsaufgabe, der vorhandene Bauraum, die Befestigungsmöglichkeiten sowie die Zugänglichkeit und Sichtbarkeit sind die wichtigsten Kriterien für die Auswahl der geeigneten Sensorbauform in einer definierten Montagesituationen. Die Baureihen R100 in Kleinbauform, R101 in Miniaturausführung und R103 im Gehäuse mit frontseitigem M18-Gewinde bilden für spezifischen Befestigungssituationen jeweils alle optoelektronischen Funktionsprinzipien ab: Einweg-Lichtschranken, Reflex-Lichtschranken mit Polfilter, Vordergrundausblendung oder für die Detektion transparenter Objekte, energetische Reflex-Lichttaster und solche mit Hintergrundausblendung, messende Lichtschranken mit zwei unabhängigen Schaltpunkte und miniaturisierte Distanzsensoren. Die mechanische Integration gestaltet sich also sehr flexibel – zumal verschiedene Haltewinkel, Metallschutzbügel und Schnellklipp-Montagehalter weitere Montageoptionen für die flexible und betriebssichere Befestigung in Maschinen und Anlagen bieten.

Integrierte Innovationen lassen Raum für neue Herausforderungen
Mit neuen Produkten und neuen Prozessen steigen auch die Herausforderungen an die zuverlässige Detektion und Distanzmessung von Objekten – z. B. bei schwierigen Oberflächen, bei Kleinteilen oder in High Speed-Prozessen. Sensoren, die flexibel auch neue Anforderungen meistern, bieten aus konstruktiver Sicht ein Höchstmaß an Zukunftssicherheit. Ermöglicht wird dies bei den Serien R100, R101 und R103 durch das Zusammenspiel verschiedener innovativer Technologien. Völlig neu entwickelt wurde beispielsweise die DuraBeam-Technologie der Laservarianten der Sensorfamilien. Sie vereint die Vorteile von LED-Sendern – u. a. hohe Lebensdauer und Einsatzfähigkeit im erweiterten bzw. erhöhten Temperaturbereich – und die Stärken von Laserdioden – u. a. großer Arbeitsabstand und konturierte, helle Lichtfleckabbildung auf dem Objekt. Dadurch bieten diese Lasersensoren – ohne auf Detektionsleistung zu verzichten – eine deutlich verbesserte Energieeffizienz, eine erhöhte Lebensdauer und einen erweiterten Betriebstemperaturbereich. Da die DuraBeam-Lasertechnologie mit ihrem besonderen Strahlprofil auf einem Objekt immer einen scharf konturierten, kreisrunden Lichtfleck abbildet, sind die Lichtschranken und Distanzsensoren auch bestens für die sehr präzise Detektion und Entfernungsmessung kleiner Objekte geeignet.

Ein weiteres technologisches Highlight ist die Multi-Pixel-Technologie (MPT) der Sensoren. Sie setzt auf „Messen statt Tasten“ – und ist gegenüber energetischen Erfassungsprinzipien eindeutig prozesssicherer. Der Grund: Die MPT nutzt bei der Detektion durch Distanzmessung die Vorteile der geometrischen Triangulation auf einem integrierten Multi-Pixel-Array. Intelligente Software-Algorithmen zur Auswertung ermöglichen auch in Nahbereichsapplikationen höchst präzise, zuverlässige Messergebnisse sowie ein sicheres Detektions- und Schaltverhalten – auch bei Störeinflüssen aus dem Objekthintergrund.

Einheitliche Bedienung und ­Visualisierung: einmal verstanden, immer verstanden
Die Lichtschrankenserien R100, R101 und R103 nutzen durchgängig ein identisches Bedien- und Anzeigekonzept. Per Multiturn-Potenziometer lassen sich Empfindlichkeit, Schaltschwelle und Betriebsmodus einstellen; die Wahl der Schaltungsart sowie das Teach-in des Schaltpunktes erfolgt über eine Drucktaste. Einheitlich über alle aktuellen – und künftigen – Baureihen hinweg ist auch das  Anzeigekonzept. Zwei LED visualisieren die Betriebsbereitschaft, die Schaltungsart, die freie Lichtstrecke für die Detektion bzw. Distanzmessung, das Erreichen der Funktionsreserve sowie eine eventuelle Strahlunterbrechung. Die R100, R101 und R103 können so über die Baureihen hinweg und in jeder sensortechnischen Ausprägung einheitlich am Gerät eingestellt und bedient werden. Das Look-and-feel bei einer Reflexionslichtschranke R100 ist das Gleiche wie bei einem Lichttaster mit Hintergrundausblendung der Produktfamilie R101 oder einem R103-Distanzsensor. Die einheitliche Usability minimiert die Komplexität der Sensorparametrierung, spart Zeit und Kosten bei der Inbetriebnahme und gewährleistet eine funktions- und betriebssichere Bedienung der Sensoren.

IO-Link und SmartBridge ermöglichen Konnektivität und ­Kommunikation bis in die Cloud
Zur Vielseitigkeit in den jeweiligen Montagesituationen und der Fähigkeit, auch neue Herausforderungen der Objektdetektion und Abstandsmessung flexibel zu meistern, kommt ein dritter Aspekt der Zukunftssicherheit hinzu: die Eignung für die industrielle Kommunikation im Umfeld von Industrie 4.0. Hintergrund ist, dass der Trend in der Automation ganz eindeutig in Richtung von Sensoren mit Kommunikationsmerkmalen geht, die eine direkte Parametrierung und Datenfrage durch Automatisierungssysteme einer Maschine oder die oberen Feldbusebenen von Anlagen ermöglichen. Mit ihrer durchgängig verfügbaren Kommunikationsfähigkeit per IO-Link sind die R100, R101 und R103 für die digital vernetzte Fabrik der Zukunft, die Smart Factory, ausgelegt. Da die Verfügbarkeit von Daten in der Smart Factory bzw. im „Internet der Dinge“ ein zentraler Baustein von Industrie 4.0 ist, hat Pepperl+Fuchs als Teil seines Sensorik 4.0-Konzeptes zudem verschiedene Konnektivitätsansätze entwickelt, die die Brücke von der Hardware der Sensor- und der Steuerungsebene bis in die virtuelle Welt der Cloud schlagen. Einer davon ist die SmartBridge-Technologie, mit der IO-Link-kompatible Geräte über eine App für mobile Endgeräte parametriert werden können. Gleichzeitig werden Sensoren wie die R100, R101 und R103 per SmartBridge in die Lage versetzt, parallel zur kabelgebundenen Datenübertragung an die Steuerung Betriebs- und Zustandsdaten zur externen Überwachung zu senden – z. B. in eine in der Cloud befindliche Condition Monitoring-Applikation.

Umsteigen auf Lichtschranken der Generation Zukunft
Gehäusebauformen im montagekompatiblen Marktstandard, gängige elektrische Anschlussoptionen mit M8-Anschlussstecker, M8- oder M12-Pigtail oder Kabelabgang und IO-Link ermöglichen es auf einfache Weise, vorhandene Sensorik-Infrastrukturen von Maschinen und Anlagen 1:1 auf die R100, R101 und R103 umzustellen und aufzuwerten. Die neue Lichtschrankengeneration steht zudem erst am Anfang ihres Produktlebenszyklus – was unter Planungs-, Engineering- und Verfügbarkeitsgründen der ideale Zeitpunkt ist, um sie jetzt in neue Maschinenkonzepte zu integrieren.