انواع سنسورها در اتوماسیون صنعتی

يكي از مهمترين تجهيزات استفاده شده در كنار plc در بخش اتوماسيون ( اتوماسيون صنعتي ) سنسور ها مي باشند در اين بخش سعي بر آن شده تا سنسور ها و كاربرد آنها معرفي شود.
سنسور المان حس كننده اي است كه كميتهاي فيزيكي مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و ... را به كميتهاي الكتريكي پيوسته (آنالوگ) يا غيرپيوسته (ديجيتال) تبديل مي كند. اين سنسورها در انواع دستگاههاي اندازه گيري، سيستمهاي كنترل آنالوگ و ديجيتال مانند PLC مورد استفاده قرار مي گيرند. عملكرد سنسورها و قابليت اتصال آنها به دستگاههاي مختلف از جمله PLC باعث شده است كه سنسور بخشي از اجزاي جدا نشدني دستگاه كنترل اتوماتيك باشد. سنسورها اطلاعات مختلف از وضعيت اجزاي متحرك سيستم را به واحد كنترل ارسال نموده و باعث تغيير وضعيت عملكرد دستگاهها مي شوند.

سنسور المان حس كننده اي است كه كميتهاي فيزيكي مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و ... را به كميتهاي الكتريكي پيوسته (آنالوگ) يا غيرپيوسته (ديجيتال) تبديل مي كند. اين سنسورها در انواع دستگاههاي اندازه گيري، سيستمهاي كنترل آنالوگ و ديجيتال مانند PLC مورد استفاده قرار مي گيرند. عملكرد سنسورها و قابليت اتصال آنها به دستگاههاي مختلف از جمله PLC باعث شده است كه سنسور بخشي از اجزاي جدا نشدني دستگاه كنترل اتوماتيك باشد. سنسورها اطلاعات مختلف از وضعيت اجزاي متحرك سيستم را به واحد كنترل ارسال نموده و باعث تغيير وضعيت عملكرد دستگاهها مي شوند.

سنسورهاي بدون تماس
سنسورهاي بدون تماس سنسورهائي هستند كه با نزديك شدن يك قطعه وجود آنرا حس كرده و فعال مي شوند. اين عمل به نحوي كه در شكل زير نشان داده شده است مي تواند باعث جذب يك رله، كنتاكتور و يا ارسال سيگنال الكتريكي به طبقه ورودي يك سيستم گردد.

كاربرد سنسورها

1- شمارش توليد: سنسورهاي القائي، خازني و نوري
2- كنترل حركت پارچه و ...: سنسور نوري و خازني
3- كنترل سطح مخازن: سنسور نوري و خازني و خازني كنترل سطح
4- تشخيص پارگي ورق: سنسور نوري
5- كنترل انحراف پارچه: سنسور نوري و خازني
6- كنترل تردد: سنسور نوري
7- اندازه گيري سرعت: سنسور القائي و خازني
8- اندازه گيري فاصله قطعه: سنسور القائي آنالوگ

مزاياي سنسورهاي بدون تماس
سرعت سوئيچينگ زياد: سنسورها در مقايسه با كليدهاي مكانيكي از سرعت سوئيچينگ بالائي برخوردارند، بطوريكه برخي از آنها (سنسور القائي سرعت) با سرعت سوئيچينگ تا 25KHz كار مي كنند.
طول عمر زياد: بدليل نداشتن كنتاكت مكانيكي و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و ... داراي طول عمر زيادي هستند.
عدم نياز به نيرو و فشار: با توجه به عملكرد سنسور هنگام نزديك شدن قطعه، به نيرو و فشار نيازي نيست.
قابل استفاده در محيطهاي مختلف با شرايط سخت كاري: سنسورها در محيطهاي با فشار زياد، دماي بالا، اسيدي، روغني، آب و ... قابل استفاده مي باشند.
عدم ايجاد نويز در هنگام سوئيچينگ: به دليل استفاده از نيمه هادي ها در طبقه خروجي، نويزهاي مزاحم Bouncing) (Noiseايجاد نمي شود.

سنسورهاي القائي
سنسورهاي القائي سنسورهاي بدون تماس هستند كه تنها در مقابل فلزات عكس العمل نشان مي دهند و مي توانند فرمان مستقيم به رله ها، شيرهاي برقي، سيستمهاي اندازه گيري و مدارات كنترل الكتريكي *مانند: PLC *ارسال نمايند.

اساس كار و ساختمان سنسورهاي القائي
ساختمان اين سنسورها از چهار طبقه تشكيل مي شود: اسيلاتور، دمدولاتور، اشميت تريگر، تقويت خروجي. قسمت اساسي اين سنسورها از يك اسيلاتور با فركانس بالا تشكيل يافته كه مي تواند توسط قطعات فلزي تحت تاثير قرار گيرد. اين اسيلاتور باعث بوجود آمدن ميدان الكترومغناطيسي در قسمت حساس سنسور مي شود. نزديك شدن يك قطعه فلزي باعث بوجود آمدن جريانهاي گردابي در قطعه گرديده و اين عمل سبب جذب انرژي ميدان مي شود و در نتيجه دامنه اسيلاتور كاهش مي يابد. از آنجا كه طبقه دمدلاتور، آشكارساز دامنه اسيلاتور است در نتيجه كاهش دامنه اسيلاتور توسط اين قسمت به طبقه اشميت تريگر منتقل مي شود. كاهش دامنه اسيلاتور باعث فعال شدن خروجي اشميت تريگر گرديده و اين قسمت نيز به نوبه خود باعث تحريك طبقه خروجي مي شود.
قطعه استاندارد: يك قطعه مربعي شكل از فولاد ST37 است كه از آن بمنظور تست فاصله سوئيچينگ استفاده مي شود. استاندارد IEC947-5-2 ضخامت قطعه 1mm و طول ضلع اين مربع در اندازه هاي زير مي تواند انتخاب شود:
- به اندازه قطر سنسور
- سه برابر فاصله سوئيچينگ نامي سنسور 3*Sn
ضرايب تصحيح: فاصله سوئيچينگ با كوچكتر شدن ابعاد قطعه استاندارد و يا با بكارگيري فلز ديگري غير از فولاد ST37 تغيير خواهد كرد. در جدول زير ضرايب تصحيح براي فلزات مختلف نشان داده شده است.
ضريب تصحيح (KM) براي فولاد ST37 برابر 1.0
ضريب تصحيح (KM) براي نيكل برابر 0.9
ضريب تصحيح (KM) براي برنج برابر 0.5
ضريب تصحيح (KM) براي مس برابر 0.45
ضريب تصحيح (KM) براي آلومينيوم برابر 0.4
بعنوان مثال هرگاه يك سنسور در مقابل فولاد از فاصله 10mm عمل سوئيچينگ را انجام دهد، همان سنسور در مقابل مس از فاصله 4.5mm عمل خواهد كرد.
فركانس سوئيچينگ: حداكثر تعداد قطع و وصل يك سنسور در يك ثانيه مي باشد. بر حسب Hz اين پارامتر طبق استاندارد DIN EN 50010 با شرايط زير اندازه گرفته مي شود:
فاصله سوئيچينگ S(Switching Distance): فاصله بين قطعه استاندارد و سطح حساس سنسور به هنگام عمل سوئيچينگ مي باشد.**استاندارد EN 50010**
فاصله سوئيچينگ نامي Sn(Nominal Switching Distance): فاصله اي است كه در حالت متعارف و بدون در نظر گرفتن پارامترهاي متغير از قبيل حرارت، ولتاژ تغذيه و غيره تعريف شده است.
فاصله سوئيچينگ موثر Sr (Effective Switching Distance): فاصله سوئيچينگ تحت شرايط ولتاژ نامي و حرارت 20 درجه سلسيوس مي باشد. در اين حالت تلرانسها و پارامترهاي متغير نيز در نظر گرفته شده اند. 0.9Sn
فاصله سوئيچينگ مفيد Su (Useful Switching Distance): فاصله اي است كه در محدوده حرارت و ولتاژ مجاز، عمل سوئيچينگ انجام مي شود. 0.81Sn
فاصله سوئيچينگ عملياتي Sa (Operating Switching Distance): فاصله اي است كه تحت شرايط مجاز، عملكرد سنسور تضمين شده است. 0
هيسترزيس H: فاصله بين نقطه وصل شدن (هنگام نزديك شدن قطعه به سنسور) و نقطه قطع شدن (هنگام دورشدن قطعه از سنسور) مي باشد. حداكثر اين مقدار 10% مقدار نامي مي باشد. **استاندارد EN 60947-5-2**
قابليت تكرارR (Repeatability): قابليت تكرار فاصله سوئيچينگ مفيد تحت ولتاژ تغذيه V و در شرايط زير اندازه گيري مي شود: حرارت محيط: 23 درجه سلسيوس؛ رطوبت محيط: 50 الي 70 درصد؛ زمان تست: 8 ساعت. (مقدار تلرانس براي اين پارامتر طبق استاندارد EN 60947-5-2 حداكثر +-0.1Sr مي باشد.(
پايداري حرارتي (Temperature Drift): تغييرات فاصله موثر سوئيچينگ در اثر تغييرات دما طبق استاندارد EN 60947-5-2 و در محدوده دماي 20 درجه سلسيوس زير صفر تا 60 درجه سلسيوس بالاي صفر حداكثر 10% است.
حرارت محيطTa (Ambient Temperature): محدوده حرارتي است كه در آن محدوده، عملكرد سنسور تضمين شده است.
كلاس حفاظتي: IP67 (DIN 40050).
نحوه نصب سنسورهاي القائي: هرگاه دو يا چند سنسور القائي در مجاورت هم و يا در مقابل هم نصب شوند، شرايط زير بايد رعايت شود:
نحوه نصب سنسورهاي القائي Flush: سنسورهاي Flush (Shielded) سنسورهائي هستند كه قسمت حساس سنسور توسط پوسته فلزي محصور شده است.

دیکشنری

جدول لیگ برتر

ابزار نظر سنجی

ابزار هدایت به بالای صفحه

رنک الکسا