Для отримання високоякісного кінцевого результату автоматизація промислових процесів вимагає бездоганної спільної роботи численних різних компонентів. Датчики положення, скромний, але важливий елемент промислової автоматизації, є предметом цієї статті. Датчики положення на виробничих та переробних підприємствах забезпечують виконання важливих завдань за планом, що допомагає в моніторингу та управлінні виробничими процесами. Точніше кажучи, їхня основна робота полягає у пошуку «цілей» або рухомих об'єктів та повідомлянні про їхню присутність чи відсутність. Пневматичні клапани мають різноманітне застосування, оскільки вони можуть передавати сигнали системі, що наказують їй виконати заздалегідь запрограмовану дію, коли ціль знаходиться в межах заданої відстані від датчика положення.

Датчик положення подає сигнал, який повідомляє системі про необхідність припинити виконання попередньо запрограмованої функції або перейти до іншої функції, коли ціль віддаляється від датчика положення. Хоча ціль теоретично може бути будь-чим, у цій статті для спрощення будуть розглянуті виключно металеві цілі та «основні» методи їх визначення. Механічні кінцеві вимикачі, індуктивні датчики наближення, пружинні кінцеві вимикачі та кінцеві вимикачі – це деякі з цих технологій. Перш ніж розглядати численні типи датчиків положення, корисно зрозуміти стандартну термінологію, яку використовує більшість виробників датчиків.

• Дальність чутливості: відстань між чутливою поверхнею та об'єктом, що активує перемикач

• Гістерезис: відстань між точкою відпускання та точкою спрацьовування перемикача

• Повторюваність: Здатність комутатора протягом усього терміну служби постійно ідентифікувати ту саму ціль у межах одного діапазону.

• Час відгуку: інтервал між виявленням цілі та генерацією вихідного сигналу.

механічний кінцевий вимикач

Електромеханічні пристрої, які називаються механічними кінцевими вимикачами, використовують прямий фізичний контакт з ціллю для визначення її положення. Вони можуть витримувати високі струмові навантаження та працювати без джерела живлення. Механічні вимикачі не враховують полярність чи напругу, оскільки вони використовують сухі контакти, що робить їх стійкими до різних електричних дефектів, таких як електричний шум, радіочастотні перешкоди, струм витоку та падіння напруги. Важіль, кнопка, корпус, основа, головка, контакти, клеми та інші рухомі елементи цих вимикачів часто потребують технічного обслуговування. Механічні кінцеві вимикачі Votto можуть мати погану повторюваність, оскільки вони безпосередньо фізично контактують з ціллю. Сама ціль, а також важіль можуть зношуватися через фізичний контакт. Також є незахищені отвори, схильні до корозії, пилу та вологи. Через цю проблему сертифіковані вибухонебезпечні зони та герметичні контакти часто мають високу ціну.

Пружинний вимикач кінцевого положення

Пружинний кінцевий вимикач – це електромеханічний інструмент, який використовує магнітне притягання для визначення місцезнаходження магнітної цілі. Усередині вимикача розташовані два маленькі металеві зубці, укладені у скляну трубку. Це так званий «герконовий елемент». Завдяки своїй магнітній чутливості герконовий елемент реагує на магнітні цілі, активуючись. Оскільки для функціонування їм не потрібен прямий контакт з ціллю, пружинні кінцеві вимикачі забезпечують усі переваги механічних вимикачів, уникаючи при цьому труднощів зі зносом.

Звичайні залізні мішені не можна використовувати з пружинними кінцевими вимикачами; необхідні магнітні мішені. Герконовий перемикач ненадійний, оскільки герконовий елемент, скляна трубка та маленькі металеві зубці втомлюються від згинання. Низький контактний тиск може призвести до вібрації контактів та помилкових сигналів від геркона в умовах високої вібрації.

Датчики для індуктивного наближення

Твердотільний електронний пристрій, який називається індуктивним датчиком наближення, використовує зміни в енергетичному полі металевого об'єкта, щоб визначити його місцезнаходження. Фізичний дотик не потрібен, і немає рухомих частин, які могли б заклинювати, зношуватися або пошкоджуватися, що зменшує потребу в обслуговуванні. Він також стійкий до пилу та бруду, оскільки не має рухомих частин. Індуктивні датчики наближення дуже адаптивні для широкого спектру застосувань і доступні в різних розмірах та конструкціях. Індуктивні датчики наближення не витримують високих струмових навантажень і потребують зовнішнього джерела живлення (електрики) для роботи. Вони також можуть бути вразливими до перепадів напруги, струмів витоку, радіочастотних перешкод та електричних шумів. Екстремальні перепади температури та проникнення вологи іноді можуть бути негативними для індуктивних датчиків наближення.

граничний вимикач

Використовуючи спеціальну гібридну технологію, кінцеві вимикачі можуть знаходити чорні метали за допомогою електромагнітних полів. Безважільні кінцеві вимикачі неймовірно надійні у складних ситуаціях та при тривалому використанні. Оскільки немає потреби у фізичному дотику чи зовнішньому живленні, можливі величезні струмові навантаження, і ніщо не може заклинити, зігнутися, зламатися чи скреготати. Подібно до механічних вимикачів, вони несприйнятливі до електричних шумів, радіочастотних перешкод, струмів витоку та перепадів напруги. Вони також не чутливі до полярності чи напруги. Пил, бруд, волога, фізичний дотик та більшість агресивних речовин або хімікатів не впливають на кінцеві вимикачі. Більшість типів мають широкий робочий діапазон температур та є іскробезпечними. Безважільний кінцевий вимикач ідеально підходить для застосувань, що вимагають водонепроникності та вибухозахисту, завдяки герметичним з'єднанням та міцному металевому корпусу.

Датчики положення мають вирішальне значення для автоматизації промислових процесів. На ринку представлено безліч технологій датчиків положення, кожна з яких має певний набір характеристик. Щоб досягти необхідної продуктивності та надійності, слід ретельно вибрати правильний тип датчика для конкретного застосування.