Découvrez tout le potentiel de nos capteurs intelligents à jauges de contrainte avec interface IO‑Link dans notre livre blanc, rédigé par les experts de HBK.
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Les amplificateurs intégrés IO‑Link apportent simplicité, exactitude et optimisation des coûts.
En intégrant les fonctions de détection, de traitement du signal et de communication dans un seul module, ces capteurs suppriment les configurations manuelles complexes et les risques d’erreurs humaines.
Améliorez vos systèmes d’automatisation avec les capteurs IO-Link HBK. Précis, connectés et prêts pour l’Industrie 4.0 — pour un meilleur contrôle, une intégration plus rapide et une réduction des temps d’arrêt.
Que ce soit pour le press‑fit, l’assemblage ou les procédés à force contrôlée, les capteurs de force IO‑Link de HBK garantissent des mesures rapides et fiables grâce à un échantillonnage haute fréquence de 40 kHz, à la détection de pics et à des alertes de seuil intégrées.
Bénéficiez de performances maximales, d’une meilleure compréhension de vos procédés et d’une grande flexibilité d’intégration — dans une solution compacte unique.
Les capteurs de couple IO‑Link HBK permettent de mesurer en temps réel le couple, la vitesse, l’angle et la température, et constituent une solution idéale pour les bancs d’essai, les systèmes d’entraînement et les procédés d’assemblage automatisé.
Dotés d’un calcul de puissance intégré et d’un monitoring actif des seuils, ils maintiennent stabilité et précision, y compris à des vitesses de rotation élevées.
Optimisées pour les applications de pesage précis, de dosage et de contrôle pondéral, les capteurs de charge IO‑Link HBK intègrent des fonctions avancées de filtrage, une calibration embarquée et des algorithmes intelligents.
Ils fournissent des résultats constants et exacts, avec une mise en service plus rapide et des fonctions de diagnostic simplifiées.
Du capteur au système, les capteurs intelligents IO-Link HBK offrent une intégration rapide plug-and-play — permettant l’accès aux données en temps réel, une mise en service simplifiée et une évolutivité fluide dans l’ensemble de votre architecture d’automatisation.
Les capteurs intelligents IO-Link HBK fournissent bien plus que de simples mesures. Ils combinent l’élément de mesure, l’amplificateur, le traitement du signal,
la communication IO-Link et une logique applicative intégrée dans une seule unité performante — capable de fournir des informations exploitables en temps réel directement à la source.
Les capteurs IO‑Link HBK assurent une connexion fluide du niveau terrain (OT) jusqu’à vos systèmes informatiques (IT). Notre architecture plug‑and‑play, allant du capteur au maître IO‑Link puis vers l’Ethernet industriel ou les protocoles IIoT, simplifie l’intégration et accélère la mise en œuvre.
Que vous mettiez à niveau vos lignes actuelles ou en déployiez de nouvelles, IO‑Link rend votre automatisation plus intelligente, plus performante et résolument tournée vers l’avenir.
Parcourez cette série d’articles d’experts pour découvrir comment les capteurs IO‑Link dédiés à la force, au couple et à la charge peuvent simplifier l’intégration, améliorer l’efficacité opérationnelle et renforcer le pilotage des systèmes.
Le nouveau module d’amplification intégré propose de nombreuses fonctionnalités qui améliorent significativement la qualité de vos mesures de force :
La linéarisation peut être réalisée à l’aide de points d’interpolation ou de fonctions de linéarisation cubiques. La programmation est conçue de manière à permettre l’intégration très simple des résultats issus de certificats d’étalonnage normalisés (ISO 376, DKDR3-3). Il est également possible d’effectuer la linéarisation à partir de vos propres mesures de référence. Des points de référence peuvent être utilisés à cet effet.
La fréquence de coupure des filtres peut être définie facilement en saisissant la valeur numérique correspondante dans le logiciel. Ce sont des filtres numériques d’ordre six.
Les commutateurs de seuil sont programmés conformément aux spécifications du profil IO-Link Smart Sensor. En plus de la valeur seuil, vous pouvez définir une hystérésis si votre procédé l’exige. Le mode dit « fenêtre » ( windows mode) est également disponible. Dans ce cas, un commutateur de seuil est activé lorsque la valeur mesurée se situe dans une plage définie par l’utilisateur, par exemple entre 1 kN et 1,8 kN.
Les deux commutateurs peuvent être inversés.
Une sortie numérique IO-Link est toujours disponible afin d’obtenir rapidement des résultats au niveau de la sortie de commutation numérique. La sortie commute au maximum en 0,35 ms lorsque la valeur dépasse le seuil défini ou repasse en dessous. Vous pouvez désactiver la transmission de la communication IO-Link et utiliser la ligne libérée comme seconde sortie numérique (mode SIO). Le capteur de force devient alors un interrupteur de force avec deux points de commutation.
Lors de la production, toutes les propriétés essentielles du capteur sont enregistrées dans l’amplificateur :
L’électronique compare en permanence les valeurs de force et de température avec les limites définies et signale tout dépassement afin de permettre la mise en œuvre des actions appropriées.
Toutes les fonctions statistiques sont calculées à une cadence de mesure de 40 kS/s. Cela est particulièrement utile pour les valeurs min/max.
Nos capteurs IO-Link fonctionnent à une cadence de mesure élevée et prennent en charge le standard rapide IO-Link COM3.
HBK exploite le débit de transmission COM3 et, par conséquent, la vitesse de transmission la plus élevée possible dans l’univers IO-Link. En interne, le module amplificateur fonctionne à 40 kS/s, de sorte que même les signaux très dynamiques sont correctement enregistrés dans les mémoires de valeurs de crête.
Cette question comporte deux aspects.
Tout d'abord, le temps de latence du signal dans l'électronique HBK est de 350 µs au maximum. Cela signifie qu’il faut 0,35 ms pour qu’un événement physique (une variation du signal) à l’entrée de l’amplificateur soit disponible à la sortie du module amplificateur.
Pour déterminer le temps de propagation maximal du signal, le temps de cycle spécifié par le maître est un paramètre important. Si l’on suppose que le maître fonctionne avec un temps de cycle de 2 ms, le temps de latence maximal serait alors de 2,35 ms avant que le signal soit disponible pour traitement dans le maître IO-Link.
La sortie au niveau des sorties de commutation numériques dépend uniquement de la latence du module amplificateur : ici, le temps de propagation est de 0,35 ms. Veuillez noter que les filtres allongent le temps de propagation du signal.
Deuxièmement, la bande passante de la chaîne de mesure dépend de la rigidité du capteur, des conditions d’installation (masses couplées, rigidité des entrées de force) ainsi que du nombre de valeurs mesurées par unité de temps. Le module amplificateur est capable d'atteindre un temps de cycle inférieur à 1 ms. Cela signifie qu'une transmission d'1 kS/s est possible. Une règle empirique veut que la largeur de bande de la mesure corresponde à environ 1/10 du taux de mesure, ce qui signifie qu'une largeur de bande de 100 Hz est envisageable. Le temps de cycle est spécifié par le maître IO-Link.
La bande passante, déterminante pour la mémoire des valeurs maximales et minimales, est nettement plus élevée. Le module dispose d’une fréquence d’échantillonnage interne de 40 kHz. Cela correspond à une bande passante interne de 4 kHz.
L’interface IO-Link peut être intégrée dans toutes les architectures courantes de bus de terrain et facilite grandement la mise en service !
Un maître IO-Link sert de nœud auquel les différents capteurs IO-Link sont raccordés en communication point à point. Les maîtres IO-Link jouent le rôle de modules passerelles pour l’intégration au niveau de l’automatisation. Les maîtres IO-Link sont disponibles pour tous les protocoles de bus de terrain et Ethernet industriel. Cela signifie que les capteurs de force, cellules de charge et capteurs de couple HBK, ainsi que de nombreux autres capteurs ou actionneurs, peuvent désormais être intégrés facilement et efficacement dans les architectures de contrôle des clients via l’interface IO-Link.
IO-Link utilise un câble non blindé économique pour garantir une transmission de données (à 24 V) et une alimentation électrique fiables et sans interférences. Ce câble très flexible n'a pas d'influence mécanique sur la mesure, même en cas de très faibles charges. Comme il n'y a pas de blindage, les boîtiers des capteurs HBK IO-Link et du maître IO-Link sont isolés galvaniquement les uns des autres.
Oui, la nouvelle génération de capteurs numériques de force et de couple IO-Link bénéficie des mêmes services que les capteurs analogiques dans le laboratoire accrédité de HBK. La traçabilité des équipements de mesure exigée par la norme ISO 9001 est donc garantie.
HBK dispose d'un laboratoire d'étalonnage accrédité selon la norme ISO 17025. Chez HBK, l'étalonnage répond aux exigences des normes de qualité applicables, notamment l’ISO 9001. Les capteurs numériques sont étalonnés sur le même équipement que les capteurs analogiques. Cela signifie que les clients qui ont opté pour IO-Link comme interface bénéficient de la précision exceptionnellement élevée des machines d'étalonnage de force et de couple de HBK.
La procédure d'étalonnage est légèrement différente.
Dans un premier temps, les données de linéarisation stockées dans le capteur sont lues et sauvegardées. Ceci s'applique aux coefficients stockés d'une fonction de compensation ainsi qu'aux points d'interpolation éventuellement encodés.
Ensuite, tous les coefficients de linéarisation ou points d'interpolation sont supprimés et la fonction de linéarisation est désactivée. L’amplificateur fonctionne alors de manière linéaire.
Enfin, le capteur est soumis à une série de forces ou de couples, puis les coefficients de linéarisation sont déterminés et enregistrés dans le capteur.
L’étalonnage est réalisé conformément à la norme, selon les exigences du client, et suivant l’ISO 376 ou DKDR3-3 pour la force, ou DIN 51309 et VDI/VDE 2646 pour le couple. Des certificats d'étalonnage en usine sont également disponibles.
Le capteur est livré sous forme de chaîne de mesure linéarisée. Le certificat d'étalonnage précise l'incertitude de mesure du système dans son ensemble. La courbe caractéristique d'origine est calculée à partir des coefficients enregistrés, de sorte que vous disposez de l'historique complet du capteur.
Réduction des coûts, mise en service simplifiée et communication jusqu’au niveau terrain. Fiabilité opérationnelle accrue ; les avantages d'IO-Link parlent d'eux-mêmes !
L’avantage économique constitue l’un de ses atouts majeurs. La technologie IO-Link permet de réaliser des économies en éliminant le besoin d'un amplificateur dans l'armoire de commande. De plus, les coûts de câblage diminuent sensiblement grâce aux câbles IO-Link standardisés. En outre, la phase souvent longue de paramétrage de la chaîne de mesure conventionnelle est éliminé. Avec les capteurs IO-Link, les valeurs mesurées sont directement émises dans les unités physiques appropriées (N, kg, Nm, etc.) sans un paramétrage qui prend du temps.
D’autres avantages d’IO-Link résultent de l’amélioration de la fiabilité opérationnelle : la transmission numérique des signaux est moins sensible que les technologies analogiques précédentes, et le capteur surveille en permanence les charges appliquées ainsi que les températures, en émettant des avertissements avant qu’un dommage ne survienne.
Bien entendu, il est très utile de pouvoir communiquer depuis le niveau « contrôle » jusqu'à l'interface avec le processus (le capteur).
Les capteurs à interface IO-Link de HBK offrent une très grande précision en utilisation industrielle.
Comme ces capteurs intègrent une fonction de linéarisation, les erreurs de courbe caractéristique peuvent être réduites, et deviennent donc plus faibles. Avec les capteurs de force IO-Link, par exemple, la différence de valeur caractéristique tension/compression peut être corrigée, ce qui se traduit par une plus grande précision.
Le module amplificateur IO-Link a un faible rapport signal/bruit et la transmission numérique du signal évite les influences du câble. Dans l'ensemble, ces capteurs industriels intelligents gagnent en précision dans les applications industrielles standard.
Non, grâce à l'interface IO-Link, HBK est en mesure d'intégrer des algorithmes pour processus intelligents dans les capteurs de mesure de grandeurs mécaniques tels que les capteurs de force, de pesage et de couple. Cela permet de standardiser la mise en service pour les clients, gage de facilité et d'efficacité.
La technologie IO-Link trouve son origine dans le domaine des capteurs à commutation et s'est imposée, ces dernières années, comme la norme industrielle pour les capteurs numériques. Depuis quelques années, les capteurs de mesure et les éléments de commande tels que les actionneurs disposent de plus en plus souvent de la technologie IO-Link. Grâce à la microélectronique hautes performances, il est désormais possible d'intégrer les algorithmes dédiés de HBK directement dans l'électronique des capteurs :
Cela permet au capteur de fonctionner avec des capacités étendues de prétraitement des données de mesure et de contrôle des processus. L'interface IO-Link sert désormais d'interface de communication pour transmettre ces résultats précalculés, des informations à valeur ajoutée (alarmes, événements) et les données des valeurs mesurées avec une technologie d'interface économique et applicable universellement. IO-Link est l'interface de communication idéale pour les capteurs intelligents dans le domaine des grandeurs physiques et mécaniques telles que la force, le poids et le couple.
Le nouveau module amplificateur offre de nombreuses caractéristiques et fonctions qui améliorent considérablement l'efficacité et les performances de vos applications de pesage :
Vous pouvez mémoriser une échelle à deux points en l'encodant manuellement. Il existe également un assistant d'étalonnage/réglage qui peut servir à l'étalonnage à l'aide de poids de référence.
Il est possible d'utiliser jusqu'à cinq filtres en cascade. Dans un premier temps, les filtres FIR et IIR peuvent être réglés afin d'obtenir la réponse transitoire et un signal de mesure stable. Pour filtrer les fréquences parasites périodiques indésirables, il est possible d'ajouter jusqu'à quatre étages de filtres en peigne et/ou à moyenne mobile.
Les commutateurs de seuil sont programmés conformément aux spécifications du profil IO-Link Smart Sensor. En plus de la valeur seuil, vous pouvez définir une hystérésis si votre procédé l’exige. Ce qu'on appelle le « windows mode » (mode fenêtre) est également disponible. Ici, un interrupteur de valeur limite est activé lorsque la valeur mesurée se situe dans une plage que vous définissez (par exemple entre 1 kg et 1,8 kg).
Les deux commutateurs peuvent être inversés.
Les capteurs de pesage HBK IO-Link offrent des algorithmes intégrés de triage pondéral et de remplissage.
L'algorithme pour remplisseuse permet de contrôler les processus de remplissage simples et complexes. Il optimise et contrôle les timings d'écoulement grossier et fin, ainsi que le temps de verrouillage de l'écoulement fin et le temps d'écoulement résiduel. Avec cet algorithme, le capteur de pesage IO-Link fonctionne comme un contrôleur de processus décentralisé, ce qui permet de réaliser des applications de remplissage efficaces et hautement optimisées.
L'algorithme de triage pondéral permet des mesures optimisées et rapides pour toutes les applications industrielles courantes en la matière. Le pré-déclenchement et le post-déclenchement peuvent être fixés et communiqués de l'extérieur au capteur de pesage via IO-Link. Associé à un dispositif de filtrage optimisé, des mesures rapides et très précises sont ainsi possibles.
Une sortie numérique unique est toujours disponible, ce qui permet d'obtenir rapidement des résultats à la sortie de commutation numérique.
Vous pouvez désactiver la transmission de la communication IO-Link et activer le mode SIO. La ligne qui s'est libérée fonctionne désormais comme une deuxième sortie numérique. Les deux systèmes d'entrées/sorties distribuées (DIO) peuvent être utilisés pour le contrôle du processus des algorithmes intégrés de la remplisseuse et de la trieuse pondérale, ainsi que des interrupteurs de valeur limite.
Pendant la production, toutes les propriétés essentielles du capteur sont stockées dans le module amplificateur :
L'électronique compare en permanence les valeurs de charge avec les limites et signale tout dépassement afin que des mesures appropriées puissent être prises.
