Entwicklung eines Sensors für elektromagnetische Durchflussmesser
Projekt in Kürze: Im Auftrag eines südafrikanischen Herstellers von Elektroausrüstung entwickelten wir einen elektromagnetischen Durchflussmesser, der mechanische und wägetechnische Lösungen ersetzen sollte, die teuer und schwer skalierbar waren.
Die neue Lösung gewährleistete präzise Messungen, Verunreinigungserkennung und eine höhere Fertigungseffizienz. Sie basiert auf der STM32F7-MCU, die von einem leistungsstarken DSP-Coprozessor mit einer Geschwindigkeit von 400 Millionen Instruktionen pro Sekunde unterstützt wird.
Kunde & Herausforderung
Ein südafrikanischer Gerätehersteller wollte ein elektronisches Gerät entwickeln, um die Flüssigkeitsmenge zu messen, Verunreinigungen in der Flüssigkeit zu erkennen und die richtige Dichte/Viskosität für bestimmte Anwendungen sicherzustellen.
Mit dem herkömmlichen analogen Ansatz lassen sich solche Informationen nicht einfach gewinnen, vor allem aufgrund des Verlusts von Sensordaten während der synchronen Demodulation.
Unser Kunde musste außerdem die Produktivität und Effizienz seiner Fertigungsprozesse verbessern. Mit zunehmendem Produktionsumfang und steigenden Abfüllgeschwindigkeiten entsteht Bedarf an einer schnelleren und präziseren Durchflussregelung.
Lösung
Ein südafrikanischer Gerätehersteller wollte ein elektronisches Gerät entwickeln, um die Flüssigkeitsmenge zu messen, Verunreinigungen in der Flüssigkeit zu erkennen und die richtige Dichte/Viskosität für bestimmte Anwendungen sicherzustellen.
Die herkömmliche mechanische oder gewichtsbasierte Methode zur Bestimmung der exakten Flüssigkeitsmenge in Dosier- oder Fertigungsprozessen ist teuer und schwer skalierbar. Auch mit dem analogen Ansatz lassen sich die erforderlichen Informationen nicht einfach gewinnen, vor allem aufgrund des Verlusts von Sensordaten während der synchronen Demodulation.
Der Kunde musste über traditionelle analoge Methoden hinausgehen und auf industrielle Sensortechnologien der nächsten Generation umsteigen, die umfassendere Sensordaten erhalten und eine schnellere, präzisere Durchflussregelung unterstützen können.
Funktionsschema des elektromagnetischen Durchflussmessers
Die On-Chip-Peripherie macht ihn zu einer Embedded-Sensorplattform mit industriellen Kommunikationsschnittstellen:
- Der Mikrocontroller implementiert verschiedene Funktionen wie Ethernet-, SPI-, UART-, I2C- und Impulsausgang-Kommunikation.
- 35 GPIOs (General-Purpose-Input/Output-Pins), die der Hardwaresteuerung und dem logischen Input/Output dienen und für Aufgaben wie LCD-Steuerung, Tastatureingabe, Alarme und Diagnosen genutzt werden.
- Der SRAM-Speicher dient zur Speicherung von Filterkoeffizienten, RS-485-, HART-, PROFINET- und SPI-Kommunikationsdaten, Benutzerdaten, Maschinenzustandsdaten und internen Statusflags.
- Der STM32F7-Mikrocontroller mit DSP-Coprozessor und 2 MB On-Chip-Flash-Speicher wird zur Speicherung von Programmdaten, Filterkoeffizienten und Kalibrierungsparametern genutzt.
Technologien: C, C++, PROFINET, HART, Modbus RTU, Yaffs 2, LVGL, DSP-Mathematik (CMSIS DSP), Bootloader (mcuboot), Embedded Proto, USB CDC/ USB MSC, Timer, Wi-Fi, qbs
Geschäftlicher Nutzen
Unser Kunde wird den einsatzbereiten elektromagnetischen Durchflussmesser in seine Produktlinie integrieren, um seiner vielfältigen Kundenbasis, darunter Auftragnehmer, Elektriker und Systemintegratoren, eine nahtlose Integrationslösung anzubieten. Mit diesem strategischen Schritt wird er die Funktionalität und Flexibilität der Durchflussmesser-Setups seiner Kunden verbessern, was dazu beiträgt, die Gesamtkosten der Lösung zu senken.
