Датчики положения

Опубликовано в номере:
Наиболее востребованной характеристикой датчиков положения является большой рабочий диапазон. Среди последних тенденций – поддержка подключения к стандартным сетям и установка датчиков положения вместо концевых переключателей.

Не важно как их называть – датчики зазора, датчики перемещения или датчики положения – они всегда были основой арсенала средств автоматизации на производстве. Датчики положения используются во всех производственных процессах, включая серийную обработку, непрерывные технологические процессы и дискретное производство, а также сырьевое снабжение. На смену механическим концевым переключателям (роликовым и кнопочным, часто совмещенным с жесткими упорами) пришли надежные и функциональные устройства, которые поддерживают установку на различных объектах и, при необходимости, могут подключаться к сенсорным сетям. Одним словом, гибкость стала незаменимым качеством датчиков положения.

В рамках последнего исследования, проведенного журналом Control Engineering и Reed Research Group, были опрошены специалисты по системам управления, занимающиеся производством, внедрением или эксплуатацией датчиков положения на своих предприятиях. Около 64 % респондентов используют датчики для задач собственного предприятия, 21 % – для OEM-производства. Оставшиеся 16 % применяют датчики, как для собственных задач, так и для OEM-производства.

 

Широкий круг задач

Датчики положения широко используются во многих видах производства (см. рис). Их применение не привязано только лишь к дискретному производству, как это может показаться. Согласно данным опроса, 45% респондентов используют датчики положения, как в непрерывных, так и в серийных процессах. Дискретному производству соответствует величина 28%. Около 10% респондентов указали непрерывные процессы, 5% – сырьевое снабжение, и только 3% – серийное производство. К последней категории, которая включает научно-исследовательские работы, транспортную сферу, правительственное и военное применение отнесли себя 9% респондентов.

На диаграмме «Промышленное применение датчиков положения» видны некоторые изменения, произошедшие за последние пять лет. Хотя использование в тяжелом оборудовании и остается самым распространенным, на втором, третьем и пятом местах произошли значительные сдвиги. Задачи сборки/укладки вышли по популярности на второе место (в 2002 году были на пятом), обработка сырья теперь занимает пятую позицию. Контроль заполнения (жидкости) перешел на третье место. Эти изменения, вероятно, отражают усовершенствование технологий. Например, датчики положения всех типов стали более функциональными, появилась поддержка сетей, что упростило их применение в сложных сборочных процессах.

Со времени предыдущего опроса, который проводился пять лет назад, произошли существенные сдвиги в сфере применения датчиков. Согласно данным респондентов, первое место в списке используемых на их предприятиях датчиков положения занимают индуктивные датчики. Самым большим изменением за последние пять лет стало снижение популярности концевых выключателей, которые долгое время доминировали в задачах контроля положения. Последний опрос показал, что категория концевых переключателей и переключателей систем безопасности получила всего 7% голосов респондентов. В 2002 году эти категории находились соответственно на первом и втором местах. Развитие технологий привело к значительным переменам во многих отраслях промышленности. По данным опроса, следующие характеристики датчиков оказались наиболее важными для респондентов:

  • защита от короткого замыкания
  • наличие средств настройки/регулировки
  • защита от неправильной полярности
  • автоматическая регулировка чувствительности
  • устойчивость к коррозии
  • защита от влаги
  • функции автоподстройки
  • поддержка функций безопасности
  • аналоговый вывод
  • устойчивость к сильным электромагнитным помехам

Становится понятно, что новые возможности более востребованы, чем привычные, но устаревшие технологии. Однако здесь есть определенные тонкости. Некоторые респонденты рекомендуют внимательно изучать особенности современных датчиков перед покупкой: «При необходимости консультируйтесь с производителем», «обращайте особое внимание на технические характеристики», и «если это возможно, проверяйте пробные образцы датчиков в производственных условиях». Карл Поули, менеджер по высоковольтному оборудованию компании General Atomics отмечает: «Проще всего недостатки датчика выявляются в процессе тестирования в реальных рабочих условиях».

Чед Винсент, главный инженер ОТК компании Baxter Healthcare советует принимать во внимание развитие системы в будущем: «Перед приобретением датчиков положения определенного типа важно получить полное представление о текущем проекте и других возможных задачах в будущем».

Респондентов также интересовала стандартизация типов датчиков и сопутствующего оборудования. Гарольд Гоинс, главный инженер по системам управления компании Sanford Manufacturing, считает, что стандарты нужно учитывать при любом выборе, особенно между датчиками постоянного или переменного тока, pnp- или npn-типа, и между производителями. Роберт Хорон, инженер по организации производства компании Cummins Filtration считает: «Выберите надежного известного производителя, и по возможности пользуйтесь его продукцией».

Хотя положение обычно не является параметром процесса, соответствующие датчики все чаще используются в технологических процессах

Хотя положение обычно не является параметром процесса, соответствующие датчики все чаще используются в технологических процессах

 

Производители датчиков положения и сопутствующего оборудования

Респондентам было предложено указать производителей, у которых они приобретали датчики последние 12 месяцев. Были отмечены следующие производители (в порядке убывания): Rockwell Automation (Allen-Bradley), Banner Engineering, Turck, Omron Electronics, Honeywell (Microswitch), ifm efector, Pepperl+Fuchs, Eaton Electrical (Cutler-Hammer), Keyence, Sick, Siemens, AutomationDirect, Balluff, Schneider Electric (Square D/Telemecanique), и Baumer Electric. Пункт «другие производители» отметили 7% респондентов. Других производителей датчиков положения можно найти при помощи сайта www.cesuppliersearch.com, набрав в поиске „proximity sensors”. Системных интеграторов с опытом внедрения датчиков можно найти на странице www.controleng.com/integrators . Дополнительная информация о продукции представлена на странице resource.controleng.com.

области применения датчиков положения в промышленности

Фотоэлектрические датчики Connect 3 для тяжелых условий эксплуатации

Фотоэлектрические датчики Connect 3

Компания SICK AG разработала третье поколение фотоэлектрических датчиков Connect 3. Датчики нового поколения устанавливают новые стандарты надежности, эффективности и универсальности применения:

  • надежность: датчики работают в самых тяжелых условиях эксплуатации, при температуре от -40 до +60°С, устойчивы к электромагнитным помехам, устойчивы к засветке, отражениям от зеркальных поверхностей, агрессивным средам (от горюче-смазочных материалов до моющих химических средств);
  • точность измерений: измерения объектов с отражающей поверхностью и прозрачных объектов, измерения объектов любого цвета при любых условиях освещенности, детектирование объектов на различном расстоянии удаленности;
  • повышенная эффективность: сокращение времени обработки информации, автоматизация промышленных процессов, бесперебойность работы оборудования, легкость инсталляции и настройки, минимальное время пуска в эксплуатацию, легкость интеграции и подключения к шине IO-Link, соответствие стандартам европейского союза, ГОСТ и UL.

Фотоэлектрические датчики Connect 3 включают три серии:

  1. W 4-3 – датчики в миниатюрном корпусе для жестких условий эксплуатации – лучшие в своем классе.
  2. W 18-3 – датчики в компактном корпусе, надежное обнаружение, невосприимчивость к помехам.
  3. W 27-3 – универсальные датчики в стандартном корпусе, большое расстояние сканирования, легкость установки.

Датчики углового положения Osicoder

Датчики углового положения Osicoder характеризуются высокой надёжностью, длительным сроком службы, возможностью эксплуатации в широком температурном диапазоне (от –30 до +100°С), удобным лёгким монтажом, широким выбором аксессуаров, полной совместимостью с программируемыми контроллерами и частотными преобразователями Schneider Electric, которые уже успели хорошо зарекомендовать себя на рынке автоматизации и контроля промышленного оборудования.

Любой технологический процесс, при котором важны такие параметры, как скорость вращения, величина углового или линейного перемещения, относительное или абсолютное положение того или иного узла, предполагает использование фотоэлектрических датчиков положения. В кранах и погрузчиках датчики положения используются для контроля и управления, например, поворотом кабины, подъёмом стрелы, мачты и груза. Они также нашли применение в лифтах, эскалаторах, конвейерах и других видах ПТО. Для определения скорости вращения двигателя датчики положения применяются в фасовочно-упаковочном, насосном, вентиляционном, компрессорном и прочем промышленном оборудовании.

Место датчика положения в общей схеме управления оборудованием показано на рис. 1. Датчик положения, устанавливаемый непосредственно на вал двигателя или подсоединяемый к нему посредством гибкой муфты, снимает сигнал с двигателя и передает его на частотный преобразователь или на программируемый контроллер.

 Датчик положения Osicoder как составная часть схемы управления оборудованием

Рис. 1. Датчик положения Osicoder как составная часть схемы управления оборудованием

Таким образом, датчик положения является неотъемлемой частью процесса управления и контроля перемещений.

В зависимости от принципа работы датчики положения бывают импульсными и абсолютными. Импульсные датчики положения имеют более простую конструкцию, они дешевле и применяются в основном для определения положения вала и частоты вращения двигателя. Абсолютные датчики положения имеют более сложную конструкцию и подразделяются на одно- и многооборотные. Однооборотные датчики положения определяют перемещение в пределах 360°, а многооборотные — способны также подсчитывать число оборотов (частоту вращения). Основным отличием абсолютных датчиков положения является высокая точность и возможность контроля положения вала при отключении электропитания.

По конструктивному исполнению различают датчики положения с полым и цельным валом.

Компания Schneider Electric предлагает, наряду с платформами автоматизации и частотными преобразователи Altivar, целую гамму датчиков положения Osicoder (см. рис. 2), отвечающих ожиданиям самых взыскательных заказчиков.

Внешний вид датчиков положения Osicoder

Рис. 2. Внешний вид датчиков положения Osicoder

Основные технические характеристики импульсных датчиков положения Osicoder:

  • диаметр корпуса — 40, 58 и 90 мм;
  • вал — цельный или полый;
  • разрешение — 100–80000 точек;
  • тип выхода — RS422.

Основные технические характеристики абсолютных датчиков положения Osicoder:

  • диаметр корпуса — 58 и 90 мм;
  • вал — цельный или полый;
  • разрешение — 4096/8192;
  • тип выхода — параллельный, SSI;
  • протокол связи — CANopen, Profibus.

Новый интеллектуальный лазерный микрометр ZX-GT от компании Omron

интеллектуальный лазерный микрометр ZX-GT от компании Omron

Компания Omron расширяет семейство микропроцессорных лазерных измерительных датчиков и предлагает новый интеллектуальный лазерный микрометр ZX-GT, обладающий высокой точностью и скоростью при работе с любой поверхностью.

ZX-GT способен обнаруживать края, измерять диаметр объектов, с высочайшей точностью вычислять положение объектов из любых материалов. Выполненный на базе технологии ПЗС (Прибор с Зарядовой Связью), датчик ZX-GT обеспечивает высокую точность и скорость измерений даже при неблагоприятных условиях эксплуатации. Лазерный микрометр можно легко настроить и сконфигурировать с помощью программы PC Smart Monitor.

Основные технические характеристики:

  • высокая точность: 5-10 мкм;
  • большое расстояние до объекта измерения: < 500 мм;
  • ширина линии (луча) до 28 мм;
  • вычислительный блок для нескольких головок;
  • работа с любыми поверхностями.

Компания Pepperl+Fuchs представляет на российском рынке новый тип бесконтактных датчиков

Датчики с единичным коэффициентом ослабления реагируют на любой металл на одинаковом расстоянии в пределах зоны их чувствительности без дополнительных настроек, регулировок и видоизменений.

Основные преимущества новинки:

  • одинаковая зона чувствительности для всех металлов;
  • устойчивость к агрессивным средам;
  • сопротивление электромагнитным полям;
  • максимальная зона чувствительности от 3 до 75 мм;
  • возможность выбора различных типов и размеров корпусов, включая цилиндрические и кубические;
  • высокая надежность и долговечность;
  • простота установки.

Принцип действия данного датчика основан на применении особого типа осциллятора, в центре которого – электрически связанная пара индуктивных катушек без сердечников. Это позволяет датчику обнаруживать объект из любого металла на одном и том же расстоянии при высоком сопротивлении внешним магнитным полям.

Специальное тефлоновое покрытие корпуса цилиндрического датчика позволяет использовать его в агрессивных средах, например, в автомобильной промышленности. Данные датчики способны выдержать воздействие металлической стружки и раскаленных искр от сварки.

Таким образом, применение данных датчиков от Pepperl+Fuchs позволяет быстро переналаживать производство на выпуск новой продукции, что значительно сокращает эксплуатационную стоимость, складские издержки, увеличивает срок службы автоматизированной системы.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *