Za doseganje visokokakovostnega končnega rezultata avtomatizacija industrijskih procesov zahteva številne različne komponente, ki brezhibno delujejo skupaj. Predmet tega članka so senzorji položaja, skromen, a ključni element industrijske avtomatizacije. Senzorji položaja v proizvodnih in predelovalnih obratih zagotavljajo, da se ključne naloge izvajajo po načrtih, kar pomaga pri spremljanju in upravljanju proizvodnih procesov. Natančneje, njihova glavna naloga je najti "cilje" ali premikajoče se stvari in poročati o njihovi prisotnosti ali odsotnosti. Pnevmatski ventili imajo različne namene, saj lahko sistemu oddajajo signale, ki mu naročijo, naj izvede vnaprej programirano dejanje, ko je cilj znotraj vnaprej določene razdalje od senzorja položaja.

Senzor položaja odda signal, ki sistemu naroči, naj preneha izvajati to vnaprej programirano funkcijo ali preklopi na drugo funkcijo, ko se cilj oddalji od senzorja položaja. Čeprav je cilj teoretično lahko karkoli, bo ta članek zaradi enostavnosti obravnaval izključno kovinske cilje in "glavne" metode za njihovo lociranje. Mehanska končna stikala, induktivni senzorji bližine, vzmetna končna stikala in končna stikala so nekatere od teh tehnologij. Preden pregledamo številne vrste senzorjev položaja, je koristno razumeti standardni jezik, ki ga uporablja večina proizvajalcev senzorjev.

• Doseg zaznavanja: razdalja med zaznavno površino in tarčo, ki aktivira stikalo

• Histereza: razdalja med točko sprostitve in točko aktiviranja stikala

• Ponovljivost: Zmožnost stikala, da v času delovanja dosledno prepozna isti cilj znotraj istega območja.

• Odzivni čas: interval med zaznavanjem cilja in generiranjem izhodnega signala.

končno stikalo, ki je mehansko

Elektromehanske naprave, imenovane mehanska končna stikala, uporabljajo neposreden fizični stik s ciljem za zaznavanje položaja cilja. Lahko prenesejo visoke tokovne obremenitve in delujejo brez vira napajanja. Mehanska stikala ne upoštevajo polarnosti ali napetosti, ker uporabljajo suhe kontakte, zaradi česar so odporna na različne električne napake, kot so električni šum, radiofrekvenčne motnje, uhajalni tok in padec napetosti. Ročica, gumb, ohišje, podnožje, glava, kontakti, priključki in drugi gibljivi elementi teh stikal pogosto zahtevajo vzdrževanje. Mehanska končna stikala Votto imajo lahko slabo ponovljivost, saj so v neposrednem fizičnem stiku s ciljem. Sam cilj in ročica se lahko zaradi fizičnega stika obrabita. Obstajajo tudi nezaščitene odprtine, ki so dovzetne za korozijo, prah in vlago. Zaradi te težave so certificirana nevarna območja in zatesnjeni kontakti pogosto dragi.

Končno vzmetno stikalo

Vzmetno končno stikalo je elektromehansko orodje, ki s pomočjo magnetne privlačnosti določa lokacijo magnetnega cilja. V notranjosti stikala sta dva majhna kovinska zobca, zaprta v stekleni cevki. To je "trstični element". Zaradi svoje magnetne občutljivosti se trstični element odziva na magnetne cilje z aktivacijo. Ker za delovanje ne potrebujejo neposrednega stika s ciljem, vzmetna končna stikala zagotavljajo vse prednosti mehanskih stikal, hkrati pa se izogibajo težavam z obrabo.

Običajnih železnih tarč ni mogoče uporabljati z vzmetnimi končnimi stikali; potrebne so magnetne tarče. Trstično stikalo je nezanesljivo, ker se trstični element, steklena cevka in majhni kovinski zobci zaradi upogibanja utrudijo. Nizek kontaktni tlak lahko povzroči tresenje kontaktov in napačne signale trstičnega stikala v situacijah z visokimi vibracijami.

Senzorji za induktivno bližino

Trdna elektronska naprava, imenovana induktivni senzor bližine, uporablja spremembe v energijskem polju kovinskega predmeta, da določi njegovo lokacijo. Fizični dotik ni potreben in ni gibljivih delov, ki bi se lahko zagozdili, obrabili ali poškodovali, kar zmanjšuje stroške vzdrževanja. Prav tako je odporen na prah in umazanijo, ker nima gibljivih delov. Induktivni senzorji bližine so zelo prilagodljivi za različne aplikacije in so na voljo v številnih velikostih in izvedbah. Induktivni senzorji bližine ne prenesejo visokih tokovnih obremenitev in za delovanje potrebujejo zunanji vir napajanja (elektriko). Lahko so tudi ranljivi za padce napetosti, uhajanje tokov, radiofrekvenčne motnje in električni šum. Ekstremne temperaturne nihanja in prodiranje vlage so lahko občasno škodljivi za induktivne senzorje bližine.

končno stikalo

Z uporabo posebne hibridne tehnologije lahko končna stikala locirajo železne cilje prek elektromagnetnih polj. Brezročna končna stikala so neverjetno zanesljiva v zahtevnih situacijah in pri dolgotrajni uporabi. Ker ni potrebe po fizičnem dotiku ali zunanjem napajanju, so izvedljive velike tokovne obremenitve in nič se ne more zagozditi, upogniti, zdrobiti ali zmečkati. Podobno kot mehanska stikala so odporna na električni šum, radiofrekvenčne motnje, uhajanje tokov in padce napetosti. Prav tako niso občutljiva na polarnost ali napetost. Prah, umazanija, vlaga, fizični dotik in večina korozivnih snovi ali kemikalij nimajo vpliva na končna stikala. Večina tipov ima široko delovno temperaturno območje in je lastno varna. Brezročno končno stikalo je zaradi zaprtih priključkov in trdnega kovinskega ohišja idealno za aplikacije, ki zahtevajo vodotesnost in protieksplozijsko zaščito.

Senzorji položaja so ključnega pomena za avtomatizacijo industrijskih procesov. Na trgu je veliko tehnologij senzorjev položaja, vsaka s svojim naborom lastnosti delovanja. Da bi dosegli potrebno zmogljivost in zanesljivost, je treba paziti, da izberete pravo vrsto senzorja za določeno uporabo.