Die Zukunft der Lichtschranke

Für viele Anwendungen von Lichttastern ist neben der Zuverlässigkeit der Preis das entscheidende Kaufkriterium. Deshalb wurden in der Vergangenheit oft energetische Lichttaster eingesetzt, deren Schaltabstand jedoch stark von der Farbe des Objektes abhängt. Besser geeignet sind Sensoren mit Hintergrundausblendung, die über die Ausrichtung von Sende- und Empfangselement eine geometrische Ausblendung mittels Triangulation vornehmen. Die Gehäuseabmaße setzen dabei aber eine natürliche Grenze bei Genauigkeit und Schaltabstand.

Würde man wie beim Ultraschall-Prinzip hingegen die Puls-Laufzeit auswerten, so wären diese Limitationen aufgehoben. Mit der Lichtlaufzeitmessung nach dem PRT-Verfahren (Pulse-Ranging- Technology) ist dies zu moderaten Kosten möglich, so dass sich damit die nächste Evolutionsstufe für die Lichtschranke andeutet.

Ganz neu ist die Idee nicht, denn schon seit einigen Jahren werden preisgünstige Geräte nach dem Prinzip der Phasenkorrelation angeboten, teilweise sogar mit integrierten ASIC-Bausteinen für die Entfernungsmessung. Alle diese Geräte haben jedoch im Hinblick auf Messgenauigkeit, Fremdlichtempfindlichkeit oder Mehrzielfähigkeit Nachteile, die nur durch eine direkte Puls-Laufzeitmessung ausgemerzt werden können. Mit PRT wird mittels schneller Elektronik die Laufzeit zwischen Aussenden und Empfangen eines kurzen energiereichen Laser-Pulses direkt gemessen. Durch die hohe Energiedichte des Pulses ist eine deutlich höhere Fremdlichtfestigkeit gegeben. Die Fähigkeit, auch mehrere reflektierte Impulse zu empfangen, erlaubt es zudem, mehrere Ziele im Sichtfeld des Sensors sauber zu diskriminieren. Beides sind ganz wichtige Vorteile im Vergleich zur bisher verbreitet verwendeten Phasenkorrelation.

Mit dem VDM28 ist es Pepperl+Fuchs gelungen, die Grenze zwischen Lichttaster mit einstellbarem Schaltabstand und Analogsensor aufzuheben. Je nach Anwendung wird der Sensor als Lichttaster oder als Analogsensor eingesetzt. Vielfältige Parametriermöglichkeiten erlauben die Optimierung auf die jeweilige Applikation.

Diese „all-in-one“-Philosophie bedingt eine leistungsfähige und preiswerte Schnittstelle, die schnelle Schaltsignale genauso wie Analogwerte übertragen kann und zudem eine bidirektionale Parameterübertragung erlaubt. Das bietet nur IO-Link, da sowohl die gewählte Übertragungs-Physik als auch das Übertragungs- Protokoll ohne merkliche Mehrkosten gegenüber einem Schaltausgang realisierbar sind. Da IO-Link kompatibel zum herkömmlichen Schaltausgang ist, kann der Sensor problemlos auch an Binär-Eingängen der SPS betrieben werden.

PRT mit IO-Link - die Zukunft der Lichtschranke hat begonnen!