Digi tal Sensoren in Industriële Machines: Functie, Typen en Best Practices

Industriële machines en verwerkingsapparatuur draaien niet zonder functionerende sensoren. Een slechte sensor brengt productie tot stilstand door geen signaal te sturen naar een controller of een beweging of operatie niet mogelijk te maken. Erger nog is een sensor die onjuiste signalen of signalen op het verkeerde moment stuurt. "Misfires" zoals deze leiden tot ongevallen en dure botsingen.

Sensoren worden geclassificeerd als analoog of digitaal. Deze blogpost bespreekt digitaal sensorgebruik en de beschikbare typen. Het biedt ook wat richtlijnen voor het kiezen van de juiste digitale sensor voor specifieke toepassingen.

Hoe en Waar Sensoren Gebruikt Worden

Digitale sensoren worden gebruikt om aanwezigheid, afwezigheid, niveau en positie van beweging te communiceren naar iets dat een actie zal uitvoeren als reactie. Voorbeelden zijn het detecteren van een container op een transportband, het meten van vloeistofniveaus en het herkennen wanneer een mechanisme een bepaalde positie bereikt heeft.

De output van een digitale sensor gaat typisch naar de IO-module van een PLC. In sommige gevallen kan het in een PC via IO-hardware voeden, of in minder complexe implementaties, rechtstreeks verbinden met een relais.

Een toepassing kan zo simpel zijn als een licht aanzetten om een operator te vertellen dat een onderdeel in positie is. Een complexer voorbeeld is onderdeel-aanwezigheidssensoren in een robotgreifer die de controller laten weten dat een onderdeel gegrepen is.

Elektrische Basisprincipes

Meeste industriële sensoren gebruiken 24Vdc. (Sommige industrieën prefereren 120Vac.) Dit omvat twee van de drie draden die van de sensorlichaam komen. De derde is de signaalleiding. Sensoren worden beschreven als PNP of NPN en sourcing of sinking. Of u nu bestaande sensoren vervangt, sensoren aan een systeem toevoegt, of vanaf nul begint, het is belangrijk om het juiste type te selecteren.

1. PNP en NPN Sensoren

PNP en NPN verwijzen naar hoe de transistors binnen de sensor het signaal aan en uit schakelen. In een PNP-sensor gaat het signaal hoog (+24V) wanneer ingeschakeld, terwijl het in een NPN-sensor laag gaat. Het is belangrijk om het juiste type te gebruiken omdat het de invoermodule moet complementeren.

Bij het vervangen van sensoren, let op dat Europese en Noord-Amerikaanse machinefabrikanten doorgaans PNP-sensoren prefereren, terwijl Aziatische apparatuur vaak NPN gebruikt.

2. Sourcing en Sinking

Deze termen verwijzen ook naar de transistors in de sensor. In een PNP-sensor wordt het signaal verheven tot +24V om een logische waar aan te duiden en dit vloeit in de PLC DI-module. Dus de sensor is de bron en de DI-module de put.

Met een NPN-sensor wordt dit de put en de PLC de bron. Dus 0V van de sensor is de logische waar.

3. Schakellogica

Sensoren kunnen geconfigureerd worden als normaal open (NO) of normaal gesloten (NC). Bijvoorbeeld, een fotosensor op een transportband kan een laag signaal uitgeven wanneer geen onderdeel aanwezig is en schakelen naar hoog wanneer de bundel geblokkeerd is, of het omgekeerde.

Daarnaast kunnen sensoren in serie of parallel geschakeld worden. Dit biedt de mogelijkheid om AND- en OF-functies te creëren, wat het aantal draden naar de PLC en de hoeveelheid PLC-programmering vermindert.

Digitale Sensor Typen

• Foto-elektrisch – gebruiken een fotocel om een lichtbundel te detecteren. De lichtbron kan enige afstand entfernt zijn, wat thistype sensor geschikt maakt voor transportbandtoepassingen.
• Inductief – deze incorporeren een spoel die een wisselend elektromagnetisch veld emiteert. Metaal dat door het veld gaat, creëert een verstoring die een output activeert. Inductieve sensoren zijn voor zeer korteafstandstoepassingen.
• Capacitief – gebruikmakend van hetzelfde principe als een elektrische condensator, detecteren deze de aanwezigheid van elk nabijgelegen materiaal. Ze zijn beschikbaar voor zowel geleidende als niet-geleidende materialen.

Overwegingen Bij Selectie van Digitale Sensoren

De belangrijkste punten zijn:

• Doelpositie en afstand – bepaalt of de sensor een contact- of contactloos type moet zijn
• Type doel – metallisch of niet-metallisch, vast of vloeibaar, transparant of opaak, reflecterend of niet-reflecterend
• Beschikbare ruimte – veel, maar niet alle, sensoren zijn beschikbaar in een 12mm diameter behuizing. Andere hebben meer ruimte nodig.
• Werkomgeving – spoel? Explosieveilig? Hoge niveaus van stof of vocht?
• Aansluitingen – PNP of NPN? 24Vdc of 120Vac? NO of NC?
• Gevoeligheid, resolutie, nauwkeurigheid en herhaalbaarheid – deze definiëren de prestaties die van de sensor vereist worden.

Hulp Bij Sensoren Van JH Foster

De beste sensor levert herhaalbare, nauwkeurige en betrouwbare werking van de machine of ander apparaat waar het geïnstalleerd is. Integenstelling, een slechte keuze kan resulteren in inconsistente werking die leidt tot variabele kwaliteit, frequente stoppingen, en kan zelfs gevaarlijke werkomstandigheden creëren.

Specialisten bij JH Foster kunnen adviseren over de beste sensoren voor uw toepassingen. Neem contact op voor een offerte.

John Henry Foster heeft onlangs Sensors Incorporated en Sensors Integration overgenomen. Sensors is een nationale leider in integratie van industriële sensoren, veiligheid en machine vision met technische service en ondersteuning voor OEMs, systeemintegrators en eindgebruikers. Hoewel beide bedrijven onafhankelijk van elkaar blijven opereren, hebben beide sterke intellectuele bronnen en kennisdeling met elkaar.

Afbeeldingen ter beschikking gesteld door Banner Engineering en Sensors Incorporated