Sun Oct 20 2019

10 20

Mechanische signaaloverdracht via een polymeerkabel

03/03/2017

Door Liam van Koert

TE Connectivity timmert hard aan de 4.0-weg. Zo ontwikkelden ze samen met enkele grote sensorfabrikanten het IoT OmniGate platform om verborgen sensordata richting de cloud te ontsluiten. Wie wil doet dat niet elektrisch via koper, maar mechanisch via een bijzonder polymeer. 


     

Mark Maas is Innovatie Manager bij TE Connectivity in Den Bosch. Toch is het in Neurenberg dat we hem spreken: op de SPS IPC Drives pakt TE Connectivity traditioneel flink uit en kan alles in de juiste context worden gezien. En die is? “Voor slimme 4.0 productie is connectivity een cruciaal onderwerp,  vindt hij. Niet verwonderlijk wanneer de TE- lijfspreuk  ‘make every connection count’ is. 

 

Pmf-technologie

Dan wijst hij naar iets wat wel degelijk wonderbaarlijk is:  een camera die live beelden streamt naar een tablet …. via een polymeren draadje. Toch is het volgens Maas niet ingewikkeld. Twee blikjes met een touwtje ertussen als telefoon? Wie is er niet groot mee geworden. “We zetten het elektrische signaal van de camera-output om in een mechanische trilling van 60 gigahertz. Via een polymeren kabel sturen we een andere omzetter die er weer een elektrisch signaal van maakt en het naar de tablet stuurt. Waarom een polymeer? Het is een robuuste cost effectieve technologie die ongevoelig is voor elektromagnetisme. Is er een kleine onderbreking in de kabel? “Dan wordt de trilling gewoon door de lucht doorgegeven, zelfs als ik er iets tussen zet.” Ter demonstratie zet Maas zijn visitekaartje tussen de luchtspleet die in de demo-opstelling is ingebouwd. Hij geeft toe dat het met een metalen plaatje niet werkt en het gat niet te groot mag zijn. Maar het laat wel meteen zien waarom installatie veel eenvoudiger is dan die andere EMC -ongevoelige variant: glas. “Met licht en glasvezel kan je natuurlijk ook storingsvrij signalen overdragen. Maar het koppelen van vezels is een zeer precies, specialistisch en daarmee relatief duur werkje. In vervuilde omgevingen is glas ook moeilijker.” En belangrijke getallen als bandbreedte en maximale kabellengte? Die blijken meer dan acceptabel. Maas: “Met de chipset die je hier ziet, haal je tot 5 Gbit/s, bij een kabellengte van 25 tot 40 meter. Maar met een andere chipset zijn snelheden van meer dan 10 Gbit/s mogelijk.”

 

Treinen en lasrobots

Met dat soort specificaties zou je denken dat pmf-systemen als zoete broodjes over de toonbank gaan. Maar helaas: het is een technologie die TE onderzoekt, maar nog niet groots uitrolt. “Er zijn nog heel wat dingen uit te vogelen en te testen”, licht Maas toe. “Een van de nadelen van pmf is dat je de kabel niet vast moet pakken: dat dempt de trilling. We hebben hem hier daarom voorzien van een mantel. Maar we experimenteren met anderen methoden, processen en parameters. Ook hebben we geregeld overleg met ons TE Materials Lab en DSM over betere polymeren. Maar interesse is er volop. Vanuit de laswereld bijvoorbeeld, waar lasrobots vaak last hebben van vervuiling en elektromagnetische storingen. Pmf, blijkt dan in meerdere opzichten een verbetering. Geen storingen, maar ook minder gewicht, wat de kinematica ten goede komt. Ook voor wat betreft buigradii en cycli blijkt pmf zich prima staande te houden.” Twee andere toepassingsgebieden die Maas noemt zijn besturingskasten en treinen. “Als men treinen wil upgraden, wil men het liefst de kabel laten zitten. In het geval van pmf, hoeft men alleen de connectoren uit te wisselen. Een voordeel tot slot dat voor heel veel toepassingen interessant is, is dat door de galvanische scheiding, hoog en laagspanning veilig in dezelfde kast kunnen worden gestopt. Daarmee kunnen dus hele kasten worden uitgespaard.”

 

OmniGate Platform

Tot zo ver het transporteren van data. Want ook op het gebied van de data-acquisitie heeft Maas een primeur in petto: het IoT OmniGate Platform. “Traditioneel komt er in de PLC een IO link sensor -signaal binnen waarmee het PLC-programma aan de slag gaat. Maar de sensor die de meting verricht bevat veel meer informatie. Hoewel de PLC hier helemaal niks mee kan en doet, kan deze toch interessant zijn. Hetzelfde geldt voor informatie die in actuatoren verstopt zit.”  Als voorbeelden noemt Maas de kwaliteit van het signaal die wat kan zeggen over de ‘gezondheid’ van de sensor, of een afstand die op basis van looptijd kan worden bepaald. Om dit soort gegevens te ontsluiten heeft TE het OmniGate Platform ontwikkeld. Het bestaat uit een ‘aftap’ IO-module die je voor de PLC hangt, maar verder geen invloed heeft op de werking van de PLC en deze dus ook niet hoeft te herprogrameren. Deze IO-module staat in verbinding met de cloud, vanwaar hij geconfigureerd wordt, maar waar tevens alle ‘verborgen data’ wordt opgeslagen en beheerd. “Het IoT OmniGate Platform is een heel mooi generiek platform dat heel gemakkelijk met andere databases te koppelen is”, besluit Maas. “Het omzetten van data in informatie, dat is aan de software van derden. Onze kracht ligt, zoals gezegd, vooral in het leggen van de juiste connecties.”