Kuituoptiset anturit teollisuusautomaatiojärjestelmissä

Kuljettimen osan läsnäolon määrittäminen automatisoidulla linjalla, tiedon saaminen valaistuslaitteen toiminnasta, kompaktin mutta tehokkaan koneen hallinta .. Kaikkialla vaaditaan mahdollisimman vähän virheitä prosessin ohjauksessa ja jos vika On tärkeää tietää vian syy, jotta virheet eivät toistu tulevaisuudessa, koska nykyaikaiset teknologiset prosessit eivät kestä huonoa laatua. Tässä anturit tulevat apuun.

Anturityyppejä on monenlaisia: magneettisia, induktiivisia, valosähköisiä, kapasitiivisia - jokaisella niistä on omat etunsa ja haittansa. Aurinkosähkö on yksi monipuolisimmista. Tässä on laser ja infrapuna, yksi säde ja heijastava. Mutta tarkastelemme optisia antureita, koska niillä on laajimmat konfigurointivaihtoehdot ja ne ovat ihanteellisia jopa vaikeimpiin saavutettaviin paikkoihin.

Optinen optinen anturi on jaettu laitepariin: optiseen aurinkosähkövahvistimeen ja optiseen kaapeliin, jossa on optinen pää. Kaapeli kulkee valon läpi vahvistimesta.

Periaate on yksinkertainen.Lähetin ja vastaanotin toimivat yhdessä: vastaanotin havaitsee lähettimen lähettämän valoaallon. Teknologisesti tämä prosessi suoritetaan eri tavoilla: seuraamalla valoaallon kulmaa, mittaamalla valon määrää tai mittaamalla valoaallon paluuaikaa etäisyyden kohteeseen mittaamiseksi.

Optinen lähde ja vastaanotin voidaan sijoittaa yksinkertaisesti päähän (haja- tai heijastavat yksiköt), tai ne voidaan tehdä erikseen - kaksi päätä (yksittäinen säde). Kuituoptisessa anturin päässä on elektroniikka sisällä, kun taas vastaanotin on kytketty elektroniikkaan suoraan optisen kuidun kautta. Vastaanotetut ja lähetetyt aallot kulkevat kuidun läpi samalla tavalla kuin optisissa verkoissa nopea tiedonsiirto.

Tämän erottelun etuna on, että vastaanotin asennetaan mitattavaan kohteeseen. Valokuitukaapeli reititetään ja liitetään vahvistimeen, joka on sijoitettu erityiseen ohjauskaappiin, joka suojaa vahvistinta tehtaan usein ankaralta ulkoilmalta. Vaihtoehtojen valikoima on monipuolinen. Vahvistimet ovat yksinkertaisia ​​ja monimutkaisia, erityisesti monitoimisia, ja ne pystyvät suorittamaan logiikkaa ja kytkentätoimintoja.

Kuituoptisten sensorivahvistimien perussarjassa on vähän elektronisia komponentteja ja toimintoja, ja kehittyneimmät niistä ovat plug-and-play, ja elektroniikka on täysin räätälöityjä. Jotkut anturielektroniikot kykenevät käsittelemään yli 10 tulokuitua. Tietysti on myös viittaus. Merkkivalot osoittavat, toimiiko anturi oikein. Siinä on myös muita ominaisuuksia.

Ohjaimen käyttöliittymä määräytyy lähtömuodon mukaan.Sekä anturin asetukset että vahvistimen nollaus tarjotaan tässä. Lähdöt ovat normaalisti auki, normaalisti kiinni, kollektori, emitteri, työntö. Liitännät tehdään monisäikeisellä kaapelilla. Ohjelmointi tapahtuu painikkeilla tai yksinkertaisesti potentiometrillä.

Lisäjoustavuutta tarjoavat sellaiset anturivaihtoehdot, kuten: päälle/pois-viive, pulssilähdöt, katkonaisten signaalien eliminointi, — suuremman vapauden saavuttamiseksi vahvistimen parametrien tarkentamisessa ja säätämisessä tuotantoprosessin yksilöllisten vaatimusten mukaan. Viiveet antavat sinun viivyttää työkehon reaktiota, keskeyttävät signaalit ovat merkkinä työolosuhteiden rikkomisesta. Kaikki on yksilöllistä.

Lähdön tilan LED-ilmaisin tai näyttö, jossa on tietoa signaaleista ja lähtötiloista, ovat edistyksellisiä vaihtoehtoja, jotka mahdollistavat lähettimen diagnosoinnin ja ohjelmoinnin kentällä.

Vakaampiin mittauksiin muuttuvassa ympäristössä sopii anturi, jossa on korotettu näytteenottotaajuus ja signaalisuodatus. Vaikka laite toimii edelleen alhaisella taajuudella PLC:ille siitä on hyötyä. On/off-viiveet auttavat sovittamaan yhteen lähtö- ja tulosignaalit.

Apulohkojen käyttö laajentaa ohjelmointimahdollisuuksia, esimerkiksi mittauselementin herkkyyttä voi säätää työskenneltäessä erikoismateriaaleilla, kuten lasilla tai ohjelmilla kytkentäpisteiden välillä: työkappaleen asennon seuranta ja sen sijainti avaruudessa.

Kuituoptisten kaapelien kauneus on, että ne välittävät valoa virran sijaan.Eri materiaalien konfiguraatiot ovat mahdollisia, pään herkkyysaste vaihtelee.

Diffuusi kuitukaapeli koostuu kahdesta fasetista, joista toinen menee vahvistimeen ja toinen anturipäähän. Samanaikaisesti herkkään päähän on kytketty kaksi kaapelia - yksi valonlähteelle ja toinen elektroniikalle.

Yksisäteisessä valokaapelissa on pari identtistä kaapelia, joista jokainen on kytketty vahvistimeen ja jolla on oma optinen pää. Toista kaapelia käytetään valon lähettämiseen ja toista vastaanottamiseen.

Itse kuidut ovat yleensä lasia tai muovia. Muovi - ohuempi, halvempi, joustavampi. Lasi on vahvempi ja voi toimia korkeammissa lämpötiloissa. Muovi voidaan leikata pituuteen, mutta lasi leikataan vasta valmistusvaiheessa. Kuituvaippa – suulakepuristetusta muovista raskaaseen ruostumattomaan teräspunikkoon.

Tärkeintä optista anturia valittaessa on valita oikea optinen pää. Loppujen lopuksi juuri pään herkkyys liittyy osien, olivatpa ne pieniä, paikallaan tai liikkuvia, havaitsemisen tarkkuus. Missä kulmassa vastaanotin ja lähetin sijaitsevat kohteen suhteen, mikä on sallittu hajonta. Tarvitaanko pyöreä kuitukimppu pyöreän säteen tuottamiseen vai pidennetty nippu vaakasuoran projektion tuottamiseksi.

Mitä tulee pyöreisiin palkkeihin, diffuusipäässä ne voidaan haaroittaa tasaisesti siten, että toisella puoliskolla on kaikki lähtökuidut ja toisella vastaanottokuidut. Tämä malli on yleinen, mutta se voi aiheuttaa viivettä luettaessa tietoa osasta, joka liikkuu suorassa kulmassa haarautumisviivaan nähden.

Lähde- ja vastaanotinkuitujen tasainen jakautuminen johtaa tasaisempaan säteeseen. Tasaisten säteiden avulla voit tasata lähettävien ja vastaanottavien aaltojen vaikutukset, ja tunnistus onnistuu kohteen liikesuunnasta riippumatta.

Optisen pään tyypillä, kaapelin pituudella ja vahvistimella on merkittävä vaikutus optiseen katseluetäisyyteen. Tarkkaa arviota on vaikea antaa, mutta valmistajat ilmoittavat nämä tiedot. Yksittäisen säteen anturilla on laajempi alue kuin haja-anturilla. Pidemmät kuidut, lyhyempi kantama. Parempi vahvistin – vahvempi signaali, suurempi kantama.

Hajautettua I/O:ta käytetään yhä enemmän teollisuusautomaatiossa, ja optisista antureista voidaan liittää useita kaapeleita yhteen jakotukkiin.

Optiset vahvistimet ovat usein erillisiä, yksikanavaisia ​​DIN-kiskoon kiinnitettäviä laitteita, jotka on helppo asentaa paneeliin, ja ainoa haittapuoli on yhteyksien reitittäminen yksittäisistä vahvistimista.

Kerääjä voi ryhmitellä useita optisia kanavia yhdeksi ohjauskeskukseksi: keräilijät on varustettu valikkopohjaisilla näytöillä ja jokainen kanava on ohjelmoitavissa erikseen. Konfiguroituja kanavia voidaan käyttää JA / TAI -logiikalla, mikä yksinkertaistaa huomattavasti PLC:n ohjausta.

Optisten kuitujen käyttö toimii hyvin järjestelmissä, jotka toimivat korkean sähköisen kohinan olosuhteissa. Optiset kuidut eivät ota vastaan ​​sähköistä kohinaa ja elektroninen vahvistin on suojattu kotelolla. Pienet kokoonpanolinjat, joissa automaattinen osien havaitseminen kuljettimilla laitteen kokoonpanoprosessissa on toinen erittäin lupaava ja jo melko laajalle levinnyt optisten antureiden sovellus.

Päät, joilla on eri suuntaus, eri koko, erilainen hajautus halutun tarkennustarkkuuden saavuttamiseksi anturin koosta riippumatta – kaikki tämä yhdessä ohjauslogiikan kanssa avaa valtavasti mahdollisuuksia. Esimerkiksi yksi anturi havaitsee sellaisen osan läsnäolon, jossa kokoaminen alkaa, ja toinen vahvistaa kokoonpanon päättymisen.

Lisäksi sovelluksesta riippumatta on tärkeää valita anturi ja pää parametreillä, jotka sopivat käyttäjän tarvitsemaan sovellukseen: sironta, etäisyys, näytteenotto, vaihtoehto asetusten ja ohjelmoinnin suhteen.

Ainoa haittapuoli on, että kuituja ei voi taivuttaa liikaa. On tarpeen taivuttaa hieman enemmän ja kuitujen korjaamaton plastinen muodonmuutos tapahtuu, läpijuoksu pienenee tai katoaa kokonaan. Sallittu taivutussäde riippuu kuidun tyypistä ja kuitujen koosta ja hajoamisesta nipussa. Nämä ominaisuudet tulee ottaa huomioon valittaessa anturia sovellukseesi.