Flying Fish旋轉木馬
2012/9/27 14:37:44
Zierer使用了帶IO-Link接口的圖爾克電感式直線位移傳感器
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在Flying Fish旋轉木馬中，Zierer公司以前使用接近開關來測量貢多拉金屬臂的水平位置。但12個液壓缸中每一個都需要使用5個傳感器，從而使得安裝、校準以及集成到控制系統中的工作非常復雜，尤其是還只能得到近似的高度測量值。Zierer現在首次采用了來自圖爾克的電感式直線位移傳感器。這些傳感器可以提供模擬量信號，并且可以使用PLC通過IO-Link對其進行參數設置。
在全球范圍內，無論是對業主還是設備供應商來說，游樂園這種場所的抗危機能力都很強。“尤其是在旺季，進入游樂園的游客數量大大增加，并且持續如此。”游樂設備制造商德國Zierer Karussell- und Spezialmaschinenbau GmbH公司的總經理Wolfgang BrÄck解釋道。“游樂場業主需要定期進行投資以提供具有吸引力的新設施，因此即使在經濟危機期間Zierer也能處于良好的市場位置。在需求方面我們一直處于并將持續保持良好的態勢。”
該公司于1930年在Lower Bavaria的Deggendorf成立，是家庭游樂園游樂設施的領先供應商。全球范圍內的游樂園和游樂場運營商都熟悉并青睞Zierer的游樂園游樂設施，因為這些產品具有高質量的工藝、高安全標準以及較低的維護要求。因此，迪斯尼樂園、奧蘭多環球影城、哥本哈根帝沃利公園、Busch娛樂公司、Movie Park電影公園、韓國Everland愛寶樂園以及許多其他世界知名游樂園都是該公司的客戶。
從規劃、設計到生產、售后服務，Zierer公司是各種露天游樂機械建造服務的單源供應商。所有游樂設施都是根據客戶要求設計和定做的。只有技術設計在很大程度上是提前確定的。
保證娛樂時的最佳安全
游樂設施不僅要為顧客帶來快樂，還必須保證安全。該領域的要求通常要比傳統工業設備的要求更高。“畢竟，這最終都將牽涉到游客的生命安全，”BrÄck指出。Flying Fish旋轉木馬是Zierer提供的典型產品之一。乘坐這種旋轉木馬時，乘客坐在12個魚形貢多拉中。固定在金屬臂上的貢多拉繞著木馬的中心旋轉。星形布置的12個魚形貢多拉可以通過液壓控制在金屬臂上上下運動。可以使用一個操縱桿控制飛魚的水平運動，這一點最討乘客的歡心。
Zierer還提供了一種帶噴水的Flying Fish設備，這樣游客要想在乘坐過程中保持干爽就必須躲避噴出的水流。安全性不應因為乘客的控制而變差，因此必須對金屬臂的運動進行精確測量并在液壓系統的頂部和底部對其進行緩沖。否則貢多拉在運動到終點時會產生顛簸，這會影響乘客的體驗。
為確定臂的水平位置，Zierer以前在每個液壓缸上使用了5個傳感器。雖然可以保證安全的運行，但是這些傳感器的安裝和調節相對而言非常復雜。只有在安裝傳感器的5個關鍵點上（而不是在任意時刻）才能精確確定貢多拉的位置，這也是設計者尋求替代性的檢測方法的重要原因。“這中間的區域是一個無人區，”項目經理Klaus Gack說道。“控制器并不知道是否能夠向上或向下快速運動，因為它不知道貢多拉距離運動終點到底是5厘米還是150厘米。”
替代性的直線位移傳感器
2011年10月，Zierer提出了一個采用直線位移檢測的解決方案。Zierer正在尋找一種能夠測量總長1000毫米的液壓缸行程的直線位移傳感器。除了測試其他幾家生產商的傳感器以外，Zierer項目組也測試了來自圖爾克的LI-Q25電感式直線位移傳感器。該傳感器采用諧振電路測量原理，可提供高精度和抗干擾能力。與磁致伸縮傳感器不同，該傳感器是采用電感諧振電路（例如由一個電容和一個線圈組成的振蕩系統）而非磁定位元件來對位置進行檢測的。磁性或金屬環境、偏移或振動都不會影響這些電感式位移傳感器的精確測量功能。
由于感應電子電路板被集成在傳感器的整個長度范圍內，因此LI-Q25的盲區非常短。該系統目前在市場同類產品中是獨一無二的。Zierer對于圖爾克傳感器的測試結果印象深刻。即使在快速運動并且在產生離心力的情況下，傳感器也能通過4...20mA的模擬量信號提供定位元件的精確位置。項目經理Klaus Gack對于測試結果非常滿意，他總結道：“對于我們來說，所有組件在運行過程中的質量和可靠性是非常重要的。圖爾克的直線位移傳感器看起來用在這兒是正確的選擇。”
通過IO-Link進行參數設置
雖然之前的測試結果不錯，但是還有兩個其它要求也必須弄清楚：出于安全考慮，Zierer還想要對定位元件的任何故障予以指示。雖然傳感器上的一個LED指示燈可以指示定位元件是否位于測量范圍之外，但是電氣設計負責人Matthias Niedermeier想要將此信號輸出到控制器上。借助其可通過IO-Link進行參數設置的能力，LI傳感器可輕松滿足此項要求。IO-Link接口允許用戶從控制器定義測量范圍、轉化輸出信號或者只是簡單地輸出特殊信號 (例如故障信號)。Niedermeier對傳感器進行了參數設置，從而使得“定位元件丟失”信號可以通過IO-Link通道單獨輸出，就像所有其他錯誤信息一樣。控制器會識別出這種特殊狀態，并根據所存儲的安全子程序關閉旋轉木馬。
Zierer還有另一個關于MTBF（平均故障間隔時間）值的要求，該值提供了設備發生故障的概率信息。該值是按40℃下運行時進行計算的。按照SN 29500（99版）指令進行分析后發現，LI傳感器可以連續無故障運行138年。這樣的故障概率深深打動了項目組中的所有成員。總經理BrÄck也對其質量印象深刻：“該傳感器不僅能夠幫助我們節省投資成本，還能提高游樂設施的可用性，并有助于實現更高的運行安全。”
最終測試
Zierer目前正在為維也納附近Lake Neusiedl的一家游樂園建造第一個采用12個LI傳感器的Flying Fish旋轉木馬。“通過這個項目圖爾克可以展示其傳感器技術的耐用性和可靠性。”BrÄck說。如果傳感器能在連續運行中得到證明，Zierer將把它用作其他設施中的標準產品。