Оптички сензори у системима индустријске аутоматизације

Утврђивање присуства дела транспортера на аутоматизованој линији, добијање информација о раду расветног уређаја, управљање компактном али ефикасном машином.. Свугде је потребан минимум грешака у контроли процеса, а у случају квара настаје, важно је знати узрок квара, како се грешке не би понављале у будућности, јер савремени технолошки процеси не толеришу лош квалитет. Овде сензори долазе у помоћ.

Постоји много типова сензора: магнетни, индуктивни, фотоелектрични, капацитивни — сваки од њих има своје предности и мане. Фотонапон је један од најсвестранијих. Овде су ласерски и инфрацрвени, једноструки и рефлектујући. Али погледаћемо оптичке сензоре, јер они имају најшире могућности конфигурације и идеални су чак и за најтеже доступна места.

Оптички оптички сензор је подељен на пар уређаја: оптички фотонапонски појачавач и оптички кабл са оптичком главом. Кабл пропушта светлост из појачала.

Принцип је једноставан.Емитер и пријемник раде заједно: пријемник детектује светлосни талас који емитује емитер. Технолошки, овај процес се спроводи на различите начине: праћење угла светлосног таласа, мерење количине светлости или мерење времена повратка светлосног таласа у циљу мерења удаљености до објекта.

Оптички извор и пријемник могу се налазити једноставно у глави (дифузне или рефлектујуће јединице), или се могу направити одвојено — две главе (појединачни снопови). Глава сензора са оптичким влакнима садржи електронику унутра, док је пријемник повезан са електроником преко оптичког влакна. Примљени и пренети таласи путују кроз влакно на начин сличан брзом преносу података у оптичким мрежама.

Предност овог одвајања је што је пријемник инсталиран на мереном објекту. Оптички кабл је распоређен и повезан са појачалом, који је смештен у посебном контролном ормару који штити појачало од често оштрог спољашњег окружења производног погона. Избор опција је разнолик. Појачала су једноставна и сложена, посебно мултифункционална, са могућношћу извођења логичких и комутационих операција.

Основни сет оптичких сензорских појачала има минимум електронских компоненти и функционалности, а најсофистициранији су плуг-анд-плаи, при чему је електроника потпуно прилагођена. Нека електроника сензора може да рукује са више од 10 улазних влакана. Наравно, постоји и индикација. Индикатори показују да ли сензор ради исправно. Такође има и друге карактеристике.

Интерфејс за контролер је одређен форматом излаза.Овде су обезбеђени и подешавање сензора и ресетовање појачала. Излази су нормално отворени, нормално затворени, колектор, емитер, потисни. Везе се врше помоћу вишежилног кабла. Програмирање се врши помоћу дугмади или једноставно потенциометра.

Додатну флексибилност пружају опције сензора као што су: кашњење укључивања/искључивања, импулсни излази, елиминација испрекиданих сигнала, — за постизање веће слободе у детаљима и подешавању параметара појачала у зависности од индивидуалних захтева производног процеса. Кашњења вам омогућавају да одложите реакцију радног тела, прекидни сигнали служе као знак да су услови рада нарушени. Све је персонализовано.

ЛЕД индикација излазног статуса или присуство дисплеја са информацијама о сигналима и излазним стањима су напредне опције које омогућавају дијагностику и програмирање предајника на терену.

За стабилнија мерења у променљивом окружењу, погодан је сензор са повећаном стопом узорковања и филтрирањем сигнала. Међутим, уређај ће и даље радити на ниској фреквенцији за ПЛЦ-ове биће корисно. Кашњења за укључивање/искључивање помажу у усклађивању излазних и улазних сигнала.

Употреба помоћних блокова ће проширити могућности програмирања, на пример, можете подесити осетљивост мерног елемента када радите са специјалним материјалима као што је стакло или програми за искључивање / укључивање између тачака укључивања: праћење положаја радног предмета и његово позиционирање у простору.

Лепота оптичких каблова је у томе што преносе светлост уместо струје.Могуће су конфигурације од различитих материјала, са различитим степеном осетљивости главе.

Дифузни оптички кабл се састоји од пара фасета, од којих једна иде до појачала, а друга до сензорске главе. Истовремено, два кабла су повезана са осетљивом главом — један за извор светлости, други за електронику.

Оптички кабл са једним снопом садржи пар идентичних каблова, од којих је сваки повезан са појачалом и има сопствену оптичку главу. Један кабл се користи за пренос светлости, а други за пријем.

Сама влакна су обично стаклена или пластична. Пластика — тања, јефтинија, флексибилнија. Стакло је јаче и може да ради на вишим температурама. Пластика се може сећи на дужину, али стакло се сече само у фази производње. Плашт од влакана — од екструдиране пластике до плетенице од нерђајућег челика за тешке услове рада.

Најважнија ствар при избору оптичког сензора је да изаберете праву оптичку главу. На крају крајева, управо је са осетљивошћу главе повезана тачност детекције делова, било малих, непокретних или покретних. Под којим углом ће се налазити пријемник и емитер у односу на објекат, која је дозвољена дисперзија. Да ли је потребан округли сноп влакана за производњу округле греде или продужени сноп да би се произвела хоризонтална пројекција.

Што се тиче кружних греда, у дифузној глави они могу бити равномерно разгранати са свим излазним влакнима на једној половини и пријемним влакнима на другој. Овај дизајн је уобичајен, али може изазвати кашњење приликом читања информација са дела који се креће под правим углом у односу на линију бифуркације.

Уједначена дистрибуција влакана извора и пријемника резултира уједначенијим сноповима. Уједначени снопови вам омогућавају да изједначите ефекте слања и пријема таласа, а детекција ће се испоставити без обзира на смер кретања објекта.

Тип оптичке главе, дужина кабла и појачало имају значајан утицај на оптичку удаљеност гледања. Тешко је дати тачну процену, али произвођачи наводе ове податке. Сензор са једним снопом има шири опсег од дифузног сензора. Дужа влакна, краћи домет. Боље појачало — јачи сигнал, већи домет.

Дистрибуирани И/О се све више користи у индустријској аутоматизацији и могуће је повезати више каблова од оптичких сензора на један разводник.

Оптички појачавачи су често самостални, једноканални уређаји за монтирање на ДИН шину, који се лако монтирају на панел, а једини недостатак је усмеравање конекција из појединачних појачала.

Колектор може да групише више оптичких канала у један контролни центар: колектори су опремљени дисплејима са менијима и сваки канал се може појединачно програмирати. Конфигурисане канале може користити АНД/ОР логика, што у великој мери поједностављује контролу ПЛЦ-а.

Употреба оптичких влакана има добре резултате у системима који раде у условима високе електричне буке. Оптичка влакна не упијају електричну буку и електронско појачало је заштићено кућиштем. Мале монтажне линије са аутоматизованом детекцијом делова на транспортерима у процесу монтаже уређаја је још једна веома обећавајућа и већ прилично распрострањена примена оптичких сензора.

Главе различите оријентације, различитих величина, различите дисперзије за обезбеђивање жељеног степена тачности фокусирања, без обзира на величину сензора — све то, заједно са логиком управљања, отвара огроман потенцијал могућности. На пример, један сензор детектује присуство дела где монтажа почиње, а други потврђује крај монтаже.

Такође, без обзира на примену, важно је одабрати сензор и главу са параметрима прикладним за потребну примену корисника: у смислу расејања, удаљености, узорковања, опције у погледу подешавања и програмирања.

Једини недостатак је што не можете претерано савијати влакна. Потребно је још мало савијати и доћи ће до непоправљиве пластичне деформације влакана, пропусност ће се смањити или потпуно нестати. Дозвољени радијус савијања зависи од врсте влакана и величине и дисперзије влакана у снопу. Ове карактеристике треба узети у обзир при избору сензора за вашу примену.