Az energia és a szenzorjelek mozgásban lévő objektumokra történő átvitele műszakilag nehézkes, gyakran szinte lehetetlen. A kábelek csak korlátozott ideig tűrik a megpróbáltatásokat, aminek következménye a korai elhasználódás, a szakadás és a nem kívánt leállás. Az ezt kivédő légrésen keresztüli, induktív úton zajló energia- és jelátvitel már nem új dolog.
Az eddig a piacon elérhető és a gyakorlatban alkalmazott rendszerek speciális alkalmazások drága problémamegoldójaként terjedtek el, illetve a viszonylag csekély energia átvitele korlátozza a lehetőségeket. Nehezíti még a helyzetet, hogy rendszerenként kevés I/O jel áll rendelkezésre, ezért több ilyen egységre van szükség. Számos alkalmazásban az eddig elérhető rendszerek műszakilag vagy költség szempontjából nem jöhettek szóba. Emiatt más megoldásokat kell alkalmazni.
Mechanikus megoldás: elhasználódik és körülményes
Mozgó alkatrészeknél a jel- és energiaátvitelre széles körben alkalmazzák például a csúszógyűrűs vagy a csatlakozós rendszereket. Az utóbbival leggyakrabban a robotikánál találkozhatunk. Ha a robot a megfelelő szerszámot kiválasztotta, felvételkor saját maga hozza létre a kapcsolatot speciális csatlakozón keresztül. Ez nem egy magától értetődő kapcsolat, mivel az igénybevétel extrém. Az egyes kontaktusok ezért rugózottak, továbbá a csatlakozási pozíció igen pontos megközelítésére van szükség. A mai napig használt csúszógyűrűk hátrányai többek közt a flexibilitás hiánya, relatíve drágák és nagyobb méreteik miatt gyakran nehezen telepíthetők.
A mechanikai kapcsolat megszakítása itt nem lehetséges, valamint az IP 54-es védelem az ipari alkalmazáshoz legtöbbször kevés. A kézi csatlakoztatás még napjainkban is szélesebb körben elterjedt, mint azt gondolnánk – de csak akkor, ha biztonságtechnikai követelmény ezt nem korlátozza. A mechanikai kopás, az időigényesség és a bizonyos esetekben körülményes konstrukció – a csatlakoztatós és a csúszógyűrűs megoldásoknál egyaránt – akkor jelent akadályt, ha a termelési folyamat a ciklusidők rövidítését, az állásidők csökkentését követeli meg. Természetesen ezzel egyidejűleg a rugalmasság iránti igény is nő. Az induktív, azaz érintésmentesen működő jelátvivő rendszereknek hosszú távon nincs alternatívájuk. Ehhez mindenesetre szükség van arra, hogy a termék különlegesség státusa megszűnjön.
Induktív csatolók: elő az ismeretlenségből
A szenzorspecialista Balluff levonta a következtetéseket, és cselekedett. Valamennyi tényezőt, amelyek az induktív csatolók – vagy másképp remote rendszerek – elterjedését eddig akadályozták, műszaki és gyártástechnológiai szempontból megvizsgálták. Felismerték a költségcsökkentés lehetőségeit, ennek köszönhetően a termék ára megfeleződött. Alapul szolgált ehhez az induktív közelítéskapcsolók sorozatgyártása, amelynek előnyeit az új generációnál is felhasználták. A csatolóknál gyakorlatilag a hagyományos induktív technika építőkockaelvét használták, kezdve a háztól egészen a csatlakoztatási technikáig. Az eljárás eredménye magáért beszél: a BIC sorozatú jelátvivő rendszer M30-as házformában alig 110 mm hosszú, az energiát és az adatokat egy 5 mm-es légrésen keresztül továbbítja. Az előbbieknek köszönhetően a méret--teljesítmény viszony igen jónak mondható, és ennek tudható be, hogy a teljes rendszer összköltsége a korábbi rendszerekének a fele. Ezzel pedig az alkalmazási lehetőségek száma jelentősen megnőtt.
Egyszerű kiviteltől az igényes változatig
A legegyszerűbb, úgynevezett power-only változatban a csatoló – ahogy a neve is elárulja – csak a tápellátást biztosítja, adatátvitel nélkül. Már önmagában ezzel az eszközzel is érdekes alkalmazásokra van mód, mint például a pneumatikaszelepek meghajtása 24 VDC mellett, 0,5–0,8 A tartományban. Egy további terület a buszmodulok energiával való ellátása akkor is, ha éppen nincsenek használatban, és így elkerülhetők a nemkívánatos éledési idők a teljesen automatizált és kritikus ciklusidejű alkalmazásokban. Az egyszerű csatolóval megoldható még bizonyos vezeték nélküli alkalmazásoknál a tápellátás, ami eddig nem volt teljes biztonsággal kivitelezhető.
A power+8 bit jellegű párhuzamos csatolókkal hagyományos installációk építhetők ki. Mindenütt, ahol a vezetékezés passzív elosztókon keresztül történik, most az adatok és a tápellátás egyszerre, érintésmentesen továbbítható. A konzervatív technika így jelentősen felértékelődik. A csatolók még ennél is több lehetőséget kínálnak: az I/O-linkhez történő csatlakozással akár 16 digitális jel átvitele is megvalósítható. Kifejezetten ilyen területre fejlesztették ki a power+I/O-link kivitelt, amelybe a körülményes párhuzamos huzalozás kiváltására I/O-link interfészt integráltak. Ez idáig az I/O-link jelek átvitele kifejezetten csak egy irányban megoldott, a szenzoroktól a vezérlés felé, de a további fejlesztések a másik irányba, az aktorok felé is már folyamatban vannak.
Valamennyi csatoló egy egész sor gyakorlatias megoldást vonultat fel. Például egy úgynevezett in-zone jel keletkezik, ha a remote és a base (mozgó és az álló rész) egységei egymással szemben helyezkednek el. Ekkor a tápellátás és az adatátvitel is azonnal indulhat. A rendszerek axiális elfordulás esetén is működnek, illetve az összetartozó párok flexibilisen kombinálhatók. A mozgó és az alapegység egymásra hangolt ugyan, de nem kötődik egymáshoz. Számos alkalmazás megköveteli például, hogy egy base egységhez több remote csatlakozzon, ez például a gyakorlatilag tetszőleges számú cserélhető szerszámfejek esetében fordul elő. Komplex szerszámoknál két rendszer kaszkádosítva, egymás után köthető.
