Для получения высококачественного конечного результата автоматизация промышленных процессов требует безупречной совместной работы множества различных компонентов. Датчики положения, скромный, но крайне важный элемент промышленной автоматизации, являются предметом данной статьи. Датчики положения на производственных и перерабатывающих предприятиях обеспечивают выполнение важных задач в соответствии с планом, что помогает в мониторинге и управлении производственными процессами. Точнее говоря, их основная задача — находить «цели» или движущиеся объекты и сообщать об их наличии или отсутствии. Пневматические клапаны имеют множество применений, поскольку они могут передавать в систему сигналы, указывающие ей на необходимость выполнения запрограммированного действия, когда цель находится в пределах заданного расстояния от датчика положения.

Датчик положения подает сигнал, указывающий системе на необходимость прекратить выполнение запрограммированной функции или переключиться на другую функцию, когда цель удаляется от датчика положения. Хотя теоретически целью может быть что угодно, в этой статье для простоты будут рассмотрены только металлические цели и «основные» методы их обнаружения. К таким технологиям относятся механические концевые выключатели, индуктивные бесконтактные датчики, пружинные концевые выключатели и концевые выключатели. Понимание стандартной терминологии, используемой большинством производителей датчиков, полезно перед обзором различных типов датчиков положения.

• Диапазон срабатывания: расстояние между поверхностью датчика и объектом, активирующим переключатель.

• Гистерезис: расстояние между точкой отпускания и точкой срабатывания выключателя.

• Повторяемость: Способность коммутатора в течение всего срока службы стабильно идентифицировать одну и ту же цель в пределах одного и того же диапазона.

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

Механический концевой выключатель

Электромеханические устройства, называемые механическими концевыми выключателями, используют прямой физический контакт с объектом для определения его положения. Они могут выдерживать высокие токовые нагрузки и работать без источника питания. Механические выключатели не чувствительны к полярности или напряжению, поскольку используют сухие контакты, что делает их устойчивыми к различным электрическим дефектам, таким как электрические помехи, радиочастотные помехи, ток утечки и падение напряжения. Рычаг, кнопка, корпус, основание, головка, контакты, клеммы и другие подвижные элементы этих выключателей часто требуют технического обслуживания. Механические концевые выключатели Votto могут иметь низкую повторяемость, поскольку они находятся в прямом физическом контакте с объектом. Сам объект, а также рычаг могут изнашиваться из-за физического контакта. Также имеются незащищенные отверстия, подверженные коррозии, пыли и влаге. Из-за этой проблемы сертифицированные взрывоопасные зоны и герметичные контакты часто обходятся дорого.

Пружинный концевой выключатель

Пружинный концевой выключатель — это электромеханический инструмент, использующий магнитное притяжение для определения местоположения магнитной цели. Внутри выключателя находятся два маленьких металлических штырька, заключенных в стеклянную трубку. Это и есть «герконовый элемент». Благодаря своей магнитной чувствительности, герконовый элемент реагирует на магнитные цели, активируясь. Поскольку для работы пружинные концевые выключатели не требуют прямого контакта с целью, они обладают всеми преимуществами механических выключателей, избегая при этом проблем, связанных с износом.

Обычные ферромагнитные мишени нельзя использовать с пружинными концевыми выключателями; необходимы магнитные мишени. Герконовый выключатель ненадежен, поскольку герконовый элемент, стеклянная трубка и маленькие металлические штыри изнашиваются от изгиба. Низкое контактное давление может привести к дребезжанию контактов и ошибочным сигналам от 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 в нем отсутствуют движущиеся части, которые могут заклинить, износиться или повредиться, что снижает затраты на техническое обслуживание. Он также устойчив к пыли и грязи, поскольку не имеет движущихся частей. Индуктивные датчики приближения очень хорошо адаптируются к широкому спектру применений и доступны в различных размерах и конструкциях. Индуктивные датчики приближения не выдерживают высоких токовых нагрузок и нуждаются во внешнем источнике питания (электричестве) для работы. Они также могут быть уязвимы к падению напряжения, токам утечки, радиочастотным помехам и электрическим шумам. Экстремальные перепады температуры и проникновение влаги иногда могут негативно влиять на индуктивные датчики приближения.

концевой выключатель

Благодаря использованию специальной гибридной технологии, концевые выключатели могут обнаруживать ферромагнитные объекты с помощью электромагнитных полей. Бесрычажные концевые выключатели невероятно надежны в сложных условиях и при длительной эксплуатации. Поскольку нет необходимости в физическом контакте или внешнем источнике питания, возможны большие токовые нагрузки, и ничто не может заклинить, согнуться, разбиться или заедать. Подобно механическим выключателям, они невосприимчивы к электрическим помехам, радиочастотным помехам, токам утечки и падению напряжения. Они также не чувствительны к полярности или напряжению. Пыль, грязь, влага, физический контакт и большинство коррозионных веществ или химикатов не оказывают воздействия на концевые выключатели. Большинство типов имеют широкий диапазон рабочих температур и являются искробезопасными. Бесрычажный концевой выключатель идеально подходит для применений, требующих водонепроницаемости и взрывозащиты, благодаря герметичным соединениям и прочному металлическому корпусу.

Датчики положения играют решающую роль в автоматизации промышленных процессов. На рынке представлено множество технологий датчиков положения, каждая из которых обладает своим набором характеристик. Для достижения необходимой производительности и надежности следует тщательно выбирать тип датчика для конкретного применения.