Endüstriyel otomasyon sistemlerinde fiber optik sensörler

Otomatik bir hat üzerinde konveyörün bir parçasının varlığının tespiti, bir aydınlatma cihazının çalışması hakkında bilgi alınması, kompakt ama verimli bir makinenin yönetilmesi.. Her yerde prosesin kontrolünde minimum hata ve arıza olması durumunda gereklidir. meydana geldiğinde, arızanın nedenini bilmek önemlidir, böylece gelecekte hatalar tekrarlanmaz, çünkü modern teknolojik süreçler düşük kaliteyi tolere etmez. Sensörlerin kurtarmaya geldiği yer burasıdır.

Birçok sensör türü vardır: manyetik, endüktif, fotoelektrik, kapasitif - her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Fotovoltaik en çok yönlü olanlardan biridir. İşte lazer ve kızılötesi, tek ışın ve yansıtıcı. Ancak, en geniş yapılandırma seçeneklerine sahip oldukları ve ulaşılması en zor yerler için bile ideal oldukları için optik sensörlere bakacağız.

Optik optik sensör, bir çift cihaza ayrılmıştır: bir optik fotovoltaik amplifikatör ve optik başlı bir optik kablo. Kablo, amplifikatörden gelen ışığı geçirir.

İlke basittir.Verici ve alıcı birlikte çalışır: alıcı, verici tarafından yayılan ışık dalgasını algılar. Teknolojik olarak, bu işlem farklı şekillerde gerçekleştirilir: bir nesneye olan mesafeyi ölçmek için bir ışık dalgasının açısını izlemek, ışık miktarını ölçmek veya bir ışık dalgasının geri dönüş süresini ölçmek.

Optik kaynak ve alıcı basitçe kafanın içine yerleştirilebilir (dağınık veya yansıtıcı birimler) veya ayrı ayrı yapılabilir - iki kafa (tek ışın). Fiber optik sensör kafası, içindeki elektroniği içerirken, alıcı elektroniğe doğrudan bir fiber optik aracılığıyla bağlanır. Alınan ve iletilen dalgalar, optik ağlardaki yüksek hızlı veri iletimine benzer bir şekilde fiber boyunca hareket eder.

Bu ayrımın avantajı, alıcının ölçülen nesne üzerine kurulu olmasıdır. Fiber optik kablo, amplifikatörü üretim tesisinin genellikle zorlu dış ortamından koruyan özel bir kontrol kabini içinde bulunan amplifikatöre yönlendirilir ve bağlanır. Seçeneklerin seçimi çeşitlidir. Amplifikatörler, mantık ve anahtarlama işlemlerini gerçekleştirme yeteneği ile basit ve karmaşık, özellikle çok işlevlidir.

Temel fiber optik duyu amplifikatörleri seti, minimum elektronik bileşenlere ve işlevselliğe sahiptir ve en gelişmiş olanlar, elektronik aksamın tamamen özelleştirildiği tak ve çalıştır özelliklidir. Bazı sensör elektronikleri, 10'dan fazla giriş fiberini işleyebilir. Tabii bir de gösterge var. Göstergeler, sensörün düzgün çalışıp çalışmadığını gösterir. Ayrıca başka özellikleri de vardır.

Denetleyici arabirimi, çıktı formatı tarafından belirlenir.Burada hem sensör kurulumu hem de amplifikatör sıfırlama sağlanır. Çıkışlar normalde açık, normalde kapalı, toplayıcı, yayıcı, itmeli. Bağlantılar çok damarlı kablo ile yapılır. Programlama düğmeler veya basit bir potansiyometre kullanılarak yapılır.

Şunlar gibi sensör seçenekleriyle ek esneklik sağlanır: açma / kapama gecikmesi, darbe çıkışları, aralıklı sinyallerin ortadan kaldırılması — üretim sürecinin bireysel gereksinimlerine bağlı olarak amplifikatör parametrelerinin detaylandırılmasında ve ayarlanmasında daha fazla özgürlük elde etmek için. Gecikmeler, çalışan vücudun tepkisini geciktirmenize izin verir, kesintiye uğrayan sinyaller, çalışma koşullarının ihlal edildiğinin bir işareti olarak işlev görür. Her şey kişiye özeldir.

Çıkış durumunun LED gösterimi veya sinyaller ve çıkış durumları hakkında bilgi içeren bir ekranın varlığı, vericinin sahada tanılanmasına ve programlanmasına olanak tanıyan gelişmiş seçeneklerdir.

Değişen bir ortamda daha istikrarlı ölçümler için, artırılmış örnekleme hızına ve sinyal filtrelemeye sahip bir sensör uygundur. Cihaz yine de düşük frekansta çalışsa da, PLC'ler için faydalı olacaktır. Açma/kapama gecikmeleri, çıkış ve giriş sinyallerinin eşleşmesine yardımcı olur.

Yardımcı blokların kullanılması, programlama olanaklarını genişletecektir, örneğin, cam gibi özel malzemelerle çalışırken veya anahtarlama noktaları arasında kapatma / açma programları ile çalışırken ölçüm elemanının hassasiyetini ayarlayabilirsiniz: iş parçasının konumunu izleme ve uzaydaki konumu.

Fiber optik kabloların güzelliği, akım yerine ışık iletmeleridir.Farklı kafa hassasiyeti dereceleri ile farklı malzemelerin konfigürasyonları mümkündür.

Bir dağınık fiber optik kablo, biri amplifikatöre, diğeri algılama kafasına giden bir çift yüzeyden oluşur. Aynı zamanda, hassas kafaya biri ışık kaynağı, diğeri elektronik aksamlar için olmak üzere iki kablo bağlanır.

Tek ışınlı bir fiber optik kablo, her biri bir amplifikatöre bağlı ve kendi optik kafasına sahip bir çift özdeş kablo içerir. Bir kablo ışığı iletmek için, diğeri ise almak için kullanılır.

Elyafların kendileri genellikle cam veya plastiktir. Plastik — daha ince, daha ucuz, daha esnek. Cam daha güçlüdür ve daha yüksek sıcaklıklarda çalışabilir. Plastik istenilen uzunlukta kesilebilir, ancak cam sadece üretim aşamasında kesilir. Fiber kılıf — ekstrüde plastikten ağır hizmet tipi paslanmaz çelik örgüye kadar.

Bir optik sensör seçerken en önemli şey, doğru optik kafayı seçmektir. Ne de olsa, ister küçük, ister sabit veya hareketli olsun, parçaları algılamanın doğruluğu tam olarak başın hassasiyetiyle ilişkilidir. Alıcı ve yayıcı nesneye göre hangi açıda konumlandırılacak, izin verilen dağılım nedir? Yuvarlak bir kiriş oluşturmak için yuvarlak bir lif demetinin mi yoksa yatay bir çıkıntı oluşturmak için uzatılmış bir demetin mi gerekli olduğu.

Dairesel ışınlara gelince, dağınık kafada, tüm çıkış lifleri bir yarıda ve alıcı lifler diğer tarafta olacak şekilde düzgün bir şekilde dallanabilirler. Bu tasarım yaygındır, ancak çatallanma çizgisine dik açılarda hareket eden bir parçadan bilgi okunurken gecikmeye neden olabilir.

Kaynak ve alıcı fiberlerin tekdüze dağılımı, daha düzgün ışınlarla sonuçlanır. Düzgün ışınlar, dalga gönderme ve alma etkilerini eşitlemenize izin verir ve nesnenin hareket yönünden bağımsız olarak algılama gerçekleşir.

Optik kafa tipi, kablo uzunluğu ve amplifikatör, optik görüş mesafesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Kesin bir tahminde bulunmak zor ancak üreticiler bu verileri belirtiyor. Tek huzmeli sensör, cisimden yansımalı sensörden daha geniş bir menzile sahiptir. Daha uzun lifler, daha kısa menzil. Daha iyi amplifikatör — daha güçlü sinyal, daha geniş menzil.

Dağıtılmış I/O, endüstriyel otomasyonda giderek daha fazla kullanılmaktadır ve optik sensörlerden gelen çoklu kabloları tek bir manifolda bağlamak mümkündür.

Optik amplifikatörler genellikle bağımsız, tek kanallı DIN ray montajlı cihazlardır, kolayca panele monte edilirler ve tek dezavantajı, ayrı amplifikatörlerden gelen yönlendirme bağlantılarıdır.

Toplayıcı, birden fazla optik kanalı tek bir kontrol merkezinde gruplandırabilir: toplayıcılar, menü odaklı ekranlarla donatılmıştır ve her kanal ayrı ayrı programlanabilir. Yapılandırılan kanallar, PLC'nin kontrolünü büyük ölçüde basitleştiren AND / OR mantığı tarafından kullanılabilir.

Optik fiberlerin kullanımı, yüksek elektriksel gürültü koşulları altında çalışan sistemlerde iyi performans gösterir. Optik fiberler elektriksel gürültüyü toplamaz ve elektronik amplifikatör bir kabin tarafından korunur. Cihaz montaj sürecinde konveyörlerdeki parçaların otomatik olarak algılandığı küçük montaj hatları, optik sensörlerin çok umut verici ve zaten oldukça yaygın bir başka uygulamasıdır.

Sensörün boyutundan bağımsız olarak istenen odaklama doğruluğunu sağlamak için farklı yönlere, farklı boyutlara, farklı dağılıma sahip kafalar - tüm bunlar, kontrol mantığıyla birlikte, büyük bir olasılık potansiyeli açar. Örneğin, bir sensör montajın başladığı yerde bir parçanın varlığını algılar ve ikincisi montajın bittiğini onaylar.

Ayrıca, uygulama ne olursa olsun, sensör ve kafanın kullanıcının gerekli uygulamasına uygun parametrelerle seçilmesi önemlidir: saçılma, mesafe, örnekleme, ayarlar ve programlama açısından seçenek.

Tek dezavantajı, lifleri aşırı derecede bükememenizdir. Biraz daha bükmek gerekir ve liflerde onarılamaz plastik deformasyon meydana gelir, verim azalır veya tamamen kaybolur. İzin verilen bükülme yarıçapı, lif tipine ve liflerin demet içindeki boyutuna ve dağılımına bağlıdır. Uygulamanız için bir sensör seçerken bu özellikler dikkate alınmalıdır.