Da bi ustvarili visokokakovosten končni rezultat, avtomatizacija industrijskih procesov zahteva številne različne komponente, ki brezhibno delujejo skupaj. Senzorji položaja, skromen, a ključen element v industrijski avtomatizaciji, so predmet tega članka. Pozicijski senzorji 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 iskanje »tarč« oziroma premikajočih se stvari in poročanje o njihovi prisotnosti oz. odsotnost. Pnevmatski ventili se uporabljajo na različne načine, saj lahko oddajajo signale sistemu, ki mu sporočajo, naj izvede vnaprej programirano dejanje, ko je tarča znotraj vnaprej nastavljene razdalje od senzorja položaja.

Senzor položaja odda signal, ki sistemu sporoči, naj preneha izvajati to vnaprej programirano funkcijo ali preklopi na drugo funkcijo, ko se cilj odmakne od senzorja položaja. Čeprav je tarča teoretično lahko karkoli, bo ta članek zaradi poenostavitve preučil izključno kovinske tarče in »mainstream« metode za njihovo lociranje. Mehanska končna stikala, induktivni senzorji bližine, vzmetna končna stikala in mejna stikala so nekatere od teh tehnologij. Razumevanje standardnega jezika, ki ga uporablja večina proizvajalcev senzorjev, je koristno pred pregledom številnih vrst senzorjev položaja.

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

• Histereza: razdalja med točko sprostitve in točko aktiviranja stikala

• Ponovljivost: življenjska doba stikala za dosledno prepoznavanje iste tarče znotraj istega obsega.

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

končno stikalo, ki je mehansko

Elektromehanske naprave, imenovane mehanska mejna stikala, uporabljajo neposreden fizični stik s tarčo, da zaznajo položaj tarče. Lahko podpirajo visoke tokovne obremenitve in delujejo brez vira energije. Mehanska stikala ne skrbijo za polarnost ali napetost, ker uporabljajo suhe kontakte, zaradi česar so odporna na različne električne napake, kot so električni šum, radiofrekvenčne motnje, uhajajoči tok in padec napetosti. Ročica vzvoda, gumb, telo, osnova, glava, kontakti, sponke in drugi gibljivi elementi teh stikal pogosto zahtevajo vzdrževanje. Mehanska mejna stikala Votto imajo lahko slabo ponovljivost, ker so v neposrednem fizičnem stiku s tarčo. Sama tarča in ročica se lahko zaradi fizičnega stika obrabita. Obstajajo tudi nezaščitene odprtine, ki so občutljive na korozijo, prah in vlago. Zaradi te težave imajo certificirana nevarna območja in zaprti kontakti pogosto visoko ceno.

Končno vzmetno stikalo

Vzmetno končno stikalo je elektromehansko orodje, ki uporablja magnetno privlačnost za določanje lokacije magnetne tarče. Znotraj stikala sta dva majhna kovinska zanka, zaprta v stekleno cev. To je "element trsta". Zaradi svoje magnetne občutljivosti se reed element odziva na magnetne tarče z aktiviranjem. Ker za delovanje ne potrebujejo neposrednega stika s tarčo, vzmetna končna stikala zagotavljajo vse prednosti mehanskih stikal, hkrati pa se izogibajo težavam z obrabo.

Običajnih železnih tarč ni mogoče uporabiti z vzmetnimi končnimi stikali; potrebne so magnetne tarče. Reed stikalo je nezanesljivo, ker se reed element, steklena cev in majhni kovinski roglji zaradi upogibanja utrudijo. Nizek kontaktni tlak lahko povzroči tresenje kontaktov in napačne signale iz jezička v situacijah z visokimi vibracijami.

Senzorji za induktivno bližino

Polprevodniška elektronska naprava, imenovana induktivni senzor bližine, uporablja spremembe v energijskem polju kovinskega predmeta, da ugotovi, kje je. Fizični dotik ni potreben in ni gibljivih delov, ki bi se lahko zagozdili, obrabili ali poškodovali, kar zmanjša vzdrževanje. Prav tako je odporen na prah in umazanijo, ker nima gibljivih delov. Induktivni senzorji bližine so zelo prilagodljivi za vrsto aplikacij in so na voljo v številnih velikostih in oblikah. Induktivni senzorji bližine ne prenašajo visokih tokovnih obremenitev in za delovanje potrebujejo zunanji vir napajanja (elektriko). Lahko so tudi občutljivi na padce napetosti, uhajajoče tokove, radiofrekvenčne motnje in električni šum. Ekstremna temperaturna nihanja in prodiranje vlage so lahko občasno slabi za induktivne senzorje bližine.

končno končno stikalo

Z uporabo posebne hibridne tehnologije lahko končna mejna stikala locirajo železne tarče prek elektromagnetnih polj. Končna stikala brez vzvoda so neverjetno zanesljiva v zahtevnih situacijah in dolgotrajni uporabi. Ker ni potrebe po fizičnem dotiku ali zunanji energiji, so možne velike tokovne obremenitve in nič se ne more zagozditi, upogniti, zdrobiti ali zmleti. Podobno kot mehanska stikala so neprepustna za električni šum, radiofrekvenčne motnje, uhajajoče tokove in padce napetosti. Prav tako niso občutljivi niti na polariteto niti na napetost. Prah, umazanija, vlaga, fizični dotik in večina jedkih ali kemikalij ne vplivajo na mejna stikala. Večina vrst ima širok razpon delovne temperature in je sama po sebi varna. Končno stikalo brez vzvoda je zaradi zatesnjenih povezav in trdnega kovinskega ohišja popolno za aplikacije, ki zahtevajo vodotesnost in zaščito pred eksplozijo.

Senzorji položaja so ključni za avtomatizacijo industrijskih procesov. Na trgu so številne tehnologije senzorjev položaja, od katerih ima vsaka svoj nabor lastnosti delovanja. Da bi dosegli potrebno zmogljivost in zanesljivost, je treba paziti, da izberete pravi tip senzorja za aplikacijo.