För att producera ett högkvalitativt slutresultat kräver automatisering av industriella processer att ett flertal olika komponenter fungerar felfritt tillsammans. Positionssensorer, ett blygsamt men avgörande element inom industriell automation, är ämnet för den här artikeln. Positionssensorer i tillverknings- och bearbetningsanläggningar säkerställer att viktiga uppgifter utförs enligt plan, vilket hjälper till vid övervakning och hantering av produktionsprocesser. Mer exakt är deras huvudsakliga uppgift att hitta "mål" eller rörliga saker och rapportera om deras närvaro eller frånvaro. Pneumatiska ventiler har en mängd olika användningsområden eftersom de kan sända signaler till systemet som ber det att utföra en förprogrammerad åtgärd när ett mål befinner sig inom ett förinställt avstånd från positionssensorn.

Positionssensorn avger en signal som instruerar systemet att sluta utföra den förprogrammerade funktionen eller växla till en annan funktion när målet rör sig bort från positionssensorn. Även om målet teoretiskt sett kan vara vad som helst, kommer den här artikeln enbart att undersöka metalliska mål och de "vanliga" metoderna för att lokalisera dem för enkelhetens skull. Mekaniska gränslägesbrytare, induktiva närhetssensorer, fjäderändlägesbrytare och gränslägesbrytare är några av dessa tekniker. Det är bra att förstå standardspråket som används av de flesta sensortillverkare innan man granskar de många typerna av positionssensorer.

• Avkänningsområde: avståndet mellan avkänningsytan och det brytaraktiverande målet

• Hysteres: avståndet mellan utlösningspunkten och brytarens aktiveringspunkt

• Repeterbarhet: Switchens livstidskapacitet att konsekvent identifiera samma mål inom samma område.

• Svarstid: intervallet mellan måldetektering och generering av utsignal.

gränsbrytare som är mekanisk

Elektromekaniska anordningar som kallas mekaniska gränsbrytare använder direkt fysisk kontakt med ett mål för att känna av målets position. De kan hantera höga strömbelastningar och fungera utan strömkälla. Mekaniska brytare bryr sig inte om polaritet eller spänning eftersom de använder torra kontakter, vilket gör dem motståndskraftiga mot olika elektriska fel såsom elektriskt brus, radiofrekvensstörningar, läckström och spänningsfall. Hävarmen, knappen, kroppen, basen, huvudet, kontakterna, terminalerna och andra rörliga element på dessa brytare kräver ofta underhåll. Vottos mekaniska gränsbrytare kan ha dålig repeterbarhet eftersom de är i direkt fysisk kontakt med målet. Själva målet såväl som hävarmen kan slitas ut genom fysisk kontakt. Det finns också oskyddade öppningar som är känsliga för korrosion, damm och fukt. På grund av detta problem har certifierade explosionsfarliga områden och förseglade kontakter ofta ett högt pris.

Gränslägesbrytare för fjäder

En fjäderändbrytare är ett elektromekaniskt verktyg som använder magnetisk attraktion för att bestämma platsen för ett magnetiskt mål. Två små metallstift inneslutna i ett glasrör är placerade inuti brytaren. Detta är ett "tungelement". På grund av sin magnetiska känslighet reagerar tungelementet på magnetiska mål genom att aktiveras. Eftersom de inte kräver direkt kontakt med målet för att fungera, ger fjäderändbrytare alla fördelar med mekaniska brytare samtidigt som de undviker slitageproblem.

Vanliga järnhaltiga måltavlor kan inte användas med fjäderändlägesbrytare; magnetiska måltavlor är nödvändiga. Tungrörsbrytaren är opålitlig eftersom tungröret, glasröret och de små metallstiften blir utmattade av böjning. Lågt kontakttryck kan resultera i att kontakterna vibrerar och att signaler från tungröret felaktigt kommer i kontakt med höga vibrationer.

Sensorer för induktiv närhetsmätning

En elektronisk solid-state-enhet som kallas induktiv närhetssensor använder förändringar i energifältet hos ett metalliskt föremål för att avgöra var det befinner sig. Fysisk beröring krävs inte, och det finns inga rörliga delar som kan fastna, slitas ut eller skadas, vilket minskar underhållet. Den är också motståndskraftig mot damm och smuts eftersom den inte har några rörliga delar. Induktiva närhetssensorer är mycket anpassningsbara för en rad olika tillämpningar och finns i ett antal storlekar och utföranden. Induktiva närhetssensorer tål inte höga strömbelastningar och behöver en extern strömkälla (elektricitet) för att fungera. De kan också vara sårbara för spänningsfall, läckströmmar, radiofrekvensstörningar och elektriskt brus. Extrema temperatursvängningar och fuktinträngning kan ibland vara dåligt för induktiva närhetssensorer.

gränslägesbrytare

Med hjälp av en speciell hybridteknik kan gränsbrytare lokalisera järnhaltiga mål via elektromagnetiska fält. Spaklösa gränsbrytare är otroligt tillförlitliga i utmanande situationer och långvarig användning. Eftersom det inte finns något behov av fysisk beröring eller extern strömförsörjning är stora strömbelastningar möjliga och ingenting kan fastna, böjas, splittras eller slipas. I likhet med mekaniska brytare är de okänsliga för elektriskt brus, radiofrekvensstörningar, läckströmmar och spänningsfall. De är inte heller polaritets- eller spänningskänsliga. Damm, smuts, fukt, fysisk beröring och de flesta frätande ämnen eller kemikalier har ingen effekt på gränsbrytare. De flesta typer har ett brett arbetstemperaturområde och är egensäkra. Den spaklösa gränsbrytaren är perfekt för applikationer som kräver vattentäthet och explosionsskydd tack vare sina tätade anslutningar och solida metallhölje.

Positionssensorer är avgörande för automatisering av industriella processer. Det finns många positionssensortekniker på marknaden, var och en med en distinkt uppsättning prestandaegenskaper. För att uppnå nödvändig prestanda och tillförlitlighet bör man vara noggrann med att välja rätt typ av sensor för tillämpningen.