Framgången för automatiserade industriella processer beror på många enskilda delar som arbetar felfritt för att leverera en högkvalitativ slutprodukt. Den här artikeln fokuserar på positionssensorer, en liten men viktig komponent i världen av industriell automatisering. Vid tillverknings- och bearbetningsanläggningar hjälper positionssensorer att övervaka och kontrollera växtprocesser genom att bekräfta att kritiska aktiviteter är slutförda som förväntat. Mer specifikt är deras primära funktion att upptäcka närvaron eller frånvaron av ett rörligt objekt eller "mål". När ett mål kommer inom ett förutbestämt avstånd från positionssensorn skickar positionssensorn en signal till systemet och kommunicerar behovet av att utföra en programmerad funktion. När målet lämnar positionssensorn skickar positionssensorn en signal som indikerar att systemet ska sluta utföra den förprogrammerade funktionen eller växla till en ny funktion. I teorin kan målet vara vad som helst, men för enkelhets skull kommer den här artikeln bara att diskutera metallmål och "mainstream" -teknologier som känner förekomsten av metallmål. Dessa teknologier inkluderar mekaniska gränsomkopplare, induktiva närhetssensorer, fjädergränsomkopplare och extrema gränsomkopplare. Innan du diskuterar de olika typerna av positionssensorer hjälper det att förstå den vanliga terminologin som används av de flesta sensortillverkare.
Avkänningsområde: Avståndet från avkänningsytan till målet som aktiverar omkopplaren
Hysteres: Avståndet mellan aktiverings- och frigöringspunkterna för en switch
Upprepningsbarhet: Förmågan hos en switch att upprepade gånger upptäcka samma mål inom samma intervall över switchens livslängd
Svarstid: Mängden tid mellan att upptäcka ett mål och generera en utsignal
Mekaniska gränsomkopplare
Mekaniska gränsomkopplare är elektromekaniska enheter som upptäcker positionen för ett mål genom att göra direkt fysisk kontakt med målet. De kräver ingen kraft för att fungera och kan hantera höga strömbelastningar. Eftersom mekaniska switchar använder torra kontakter är de inte polaritet eller spänningskänsliga och är immun mot många elektriska brister såsom elektriskt brus, radiofrekvensstörningar, läckström och spänningsfall. Dessa omkopplare inkluderar vanligtvis flera rörliga delar (spakarm, knapp, kropp, bas, huvud, kontakter, terminaler, etc.) som kan kräva underhåll. Eftersom votolmekaniska gränsomkopplare fungerar genom att ta fysisk kontakt med målet kan deras repeterbarhet vara dålig. Fysisk kontakt orsakar slitage på spakarmen och till och med själva målet. Dessutom finns det oseglade öppningar som ger dåligt skydd mot fukt, damm och korrosion. På grund av denna fråga kostar förseglade kontakter och certifieringar av farliga områden vanligtvis betydligt mer.
Vårgränsomkopplare
En fjädergränsomkopplare är en elektromekanisk anordning som upptäcker positionen som ett magnetiskt mål genom att locka målets magnetfält. Inuti omkopplaren finns två små metallklippor, hermetiskt förseglade i ett glasrör. Detta kallas ett "vasselement". Vasselementet är magnetiskt känsligt och aktiveras när ett magnetiskt mål passerar i närheten. En fjädergränsomkopplare har nästan alla fördelarna med en mekanisk switch och undviker slitproblem genom att inte förlita sig på fysisk kontakt från målet att fungera. Med en fjädergränsomkopplare kan ett normalt järnmetallmål inte användas; ett magnetiskt mål krävs. Vasselementet är ömtåligt, glasröret är förstörbart och den lilla metallkroppen är föremål för trötthet från att böjas, vilket gör att vassomkopplaren blir opålitlig. På grund av det låga kontakttrycket kan höga vibrationsapplikationer orsaka kontaktprat och falska signaler från vasset.
Induktiv närhetssensorer
En induktiv närhetssensor är en fast tillstånd elektronisk anordning som upptäcker positionen för ett metallmål genom störningen av dess energifält. Ingen fysisk kontakt krävs, och det finns inga rörliga delar att täppa, slitas eller bryta, vilket resulterar i mindre underhåll. Inga rörliga delar betyder också att det inte påverkas av damm eller smuts. I ett stort antal former och storlekar är induktiva närhetssensorer mycket anpassningsbara för en mängd olika applikationer. Induktiva närhetssensorer kräver att en extern kraftkälla (elektricitet) fungerar och kan inte hantera höga strömbelastningar. Dessutom kan de vara mottagliga för elektriskt brus, radiofrekvensstörningar, läckström och spänningsfall. Induktiva närhetssensorer påverkas ibland negativt av extrema temperaturfluktuationer och fuktintrång.
Begränsningsomkopplare
Begränsningsomkopplare använder en unik hybridteknologi för att upptäcka positionen för järnmål via ett elektromagnetiskt fält. Robusta och långvariga, stamlösa gränsomkopplare är mycket tillförlitliga i hårda miljöer och svåra tillämpningar. Ingen fysisk kontakt eller extern kraftkälla krävs, så det finns inget att fastna, böjas, bryta eller slitage och höga strömbelastningar är möjliga. Liksom mekaniska switchar är de inte polaritet eller spänningskänsliga och påverkas inte av elektriskt brus, radiofrekvensstörningar, läckström och spänningsdroppar. Gränsomkopplare påverkas inte av damm, smuts, fukt, fysisk kontakt eller de flesta frätande eller kemikalier. De flesta modeller är i sig säkra och har ett brett driftstemperaturintervall. Med sina förseglade kontakter och all-metallhus är stamlösa gränsomkopplare idealiska för explosionssäkra och vattentäta applikationer.
Positionsensorer spelar en viktig roll i industriella automatiseringsprocesser. Det finns flera olika positionssensorteknologier tillgängliga, var och en med en unik uppsättning prestandaegenskaper. Se till att välja lämplig typ av sensor för applikationen för att uppnå den erforderliga tillförlitligheten och prestanda.