Для достижения высококачественного конечного результата автоматизация промышленных процессов требует безупречной совместной работы множества различных компонентов. В данной статье рассматриваются датчики положения – скромный, но важнейший элемент промышленной автоматизации. Датчики положения на производственных и перерабатывающих предприятиях обеспечивают выполнение критически важных задач в соответствии с планом, что способствует мониторингу и управлению производственными процессами. Если быть точнее, их основная задача – обнаруживать «цели» или движущиеся объекты и сообщать об их наличии или отсутствии. Пневматические клапаны имеют множество применений, поскольку они могут передавать сигналы системе, заставляющие её выполнить заранее запрограммированное действие, когда цель находится на заданном расстоянии от датчика положения.

Датчик положения подаёт сигнал, сообщающий системе о необходимости прекратить выполнение запрограммированной функции или переключиться на другую функцию, когда цель удаляется от датчика положения. Хотя теоретически цель может быть любой, в данной статье для простоты будут рассматриваться исключительно металлические цели и «основные» методы их обнаружения. К таким технологиям относятся механические концевые выключатели, индуктивные бесконтактные датчики, пружинные концевые выключатели и концевые выключатели. Перед рассмотрением многочисленных типов датчиков положения полезно понять стандартный язык, используемый большинством производителей датчиков.

• Диапазон обнаружения: расстояние между чувствительной поверхностью и целью активации переключателя

• Гистерезис: расстояние между точкой отпускания и точкой срабатывания переключателя

• Повторяемость: способность коммутатора в течение всего срока службы последовательно идентифицировать одну и ту же цель в одном и том же диапазоне.

• Время отклика: интервал между обнаружением цели и генерацией выходного сигнала.

концевой выключатель, который является механическим

Электромеханические устройства, называемые механическими концевыми выключателями, используют прямой физический контакт с целью для определения ее положения. Они могут выдерживать высокие токовые нагрузки и работать без источника питания. Механическим выключателям не важна полярность или напряжение, поскольку они используют сухие контакты, что делает их устойчивыми к различным электрическим дефектам, таким как электрические шумы, радиочастотные помехи, ток утечки и падение напряжения. Рычаг, кнопка, корпус, основание, головка, контакты, клеммы и другие подвижные элементы этих выключателей часто требуют обслуживания. Механические концевые выключатели Votto могут иметь низкую повторяемость, поскольку они находятся в прямом физическом контакте с целью. Сама цель, а также рычаг, могут изнашиваться при физическом контакте. Также имеются незащищенные отверстия, подверженные коррозии, пыли и влаге. Из-за этой проблемы сертифицированные опасные зоны и герметичные контакты часто имеют высокую цену.

Концевой пружинный выключатель

Пружинный концевой выключатель — это электромеханический прибор, использующий магнитное притяжение для определения местоположения магнитного объекта. Внутри выключателя расположены два маленьких металлических зубца, заключённых в стеклянную трубку. Это геркон. Благодаря своей магнитной чувствительности геркон реагирует на магнитные объекты, активируясь. Поскольку для работы им не требуется прямой контакт с объектом, пружинные концевые выключатели обладают всеми преимуществами механических выключателей, при этом избегая износа.

Обычные ферромагнитные мишени нельзя использовать с пружинными концевыми выключателями; необходимы магнитные мишени. Герконовый датчик ненадёжен, поскольку геркон, стеклянная трубка и металлические штырьки изнашиваются при изгибе. Низкое контактное давление может привести к дребезгу контактов и ошибочным сигналам геркона в условиях сильной вибрации.

Датчики индуктивного приближения

Твердотельное электронное устройство, называемое индуктивным датчиком приближения, использует изменения энергетического поля металлического объекта для определения его местоположения. Физический контакт не требуется, и нет движущихся частей, которые могли бы заклинить, изнашиваться или повреждаться, что снижает потребность в обслуживании. Кроме того, он устойчив к пыли и грязи, поскольку не имеет движущихся частей. Индуктивные датчики приближения легко адаптируются к различным приложениям и доступны в различных размерах и конструкциях. Индуктивные датчики приближения не выдерживают высоких токовых нагрузок и требуют для своей работы внешнего источника питания (электричества). Они также могут быть уязвимы к перепадам напряжения, токам утечки, радиочастотным помехам и электрическим шумам. Резкие перепады температур и проникновение влаги иногда могут негативно сказаться на работе индуктивных датчиков приближения.

концевой выключатель

Используя специальную гибридную технологию, концевые выключатели могут обнаруживать объекты из ферромагнитных материалов с помощью электромагнитных полей. Безрычажные концевые выключатели невероятно надежны в сложных условиях и при длительном использовании. Отсутствие необходимости в физическом контакте или внешнем питании позволяет выдерживать большие токовые нагрузки, и ничто не может заклинить, погнуться, сломаться или сломаться. Подобно механическим выключателям, они невосприимчивы к электрическим и радиочастотным помехам, токам утечки и перепадам напряжения. Они также нечувствительны к полярности и напряжению. Пыль, грязь, влага, физическое прикосновение и большинство едких веществ и химикатов не оказывают воздействия на концевые выключатели. Большинство типов имеют широкий диапазон рабочих температур и являются искробезопасными. Безрычажный концевой выключатель идеально подходит для применений, требующих водонепроницаемости и взрывозащиты благодаря герметичным соединениям и цельнометаллическому корпусу.

Датчики положения играют ключевую роль в автоматизации промышленных процессов. На рынке представлено множество технологий датчиков положения, каждая из которых обладает уникальным набором характеристик. Чтобы добиться необходимой производительности и надежности, следует тщательно выбрать тип датчика, соответствующий конкретной области применения.