Sensor serat optik dalam sistem otomasi industri

Menentukan keberadaan bagian konveyor pada jalur otomatis, memperoleh informasi tentang pengoperasian perangkat penerangan, mengelola mesin yang ringkas namun efisien .. Di mana pun kesalahan minimum diperlukan dalam pengendalian proses, dan jika terjadi kegagalan terjadi, penting untuk mengetahui penyebab kerusakan tersebut, agar kesalahan tidak terulang di kemudian hari, karena proses teknologi modern tidak mentolerir kualitas yang buruk. Di sinilah sensor datang untuk menyelamatkan.

Ada banyak jenis sensor: magnetik, induktif, fotolistrik, kapasitif — masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan. Fotovoltaik adalah salah satu yang paling serbaguna. Berikut adalah laser dan inframerah, sinar tunggal dan reflektif. Tetapi kami akan mempertimbangkan sensor optik, karena mereka memiliki opsi konfigurasi terluas dan ideal bahkan untuk tempat yang paling sulit dijangkau.

Sensor optik optik dibagi menjadi sepasang perangkat: penguat fotovoltaik optik dan kabel optik dengan kepala optik. Kabel melewati cahaya dari amplifier.

Prinsipnya sederhana.Emitor dan penerima bekerja sama: penerima mendeteksi gelombang cahaya yang dipancarkan oleh emitor. Secara teknologi, proses ini dilakukan dengan berbagai cara: melacak sudut gelombang cahaya, mengukur jumlah cahaya, atau mengukur waktu kembalinya gelombang cahaya untuk mengukur jarak ke suatu objek.

Sumber dan penerima optik dapat ditempatkan hanya di kepala (unit difusi atau reflektif), atau dapat dibuat secara terpisah - dua kepala (balok tunggal). Kepala sensor serat optik berisi elektronik di dalamnya, sedangkan penerima terhubung ke elektronik langsung melalui serat optik. Gelombang yang diterima dan ditransmisikan berjalan melalui serat dengan cara yang mirip dengan transmisi data berkecepatan tinggi di jaringan optik.

Keuntungan dari pemisahan ini adalah penerima dipasang pada objek yang diukur. Kabel serat optik dirutekan dan dihubungkan ke amplifier, yang ditempatkan di kabinet kontrol khusus yang melindungi amplifier dari lingkungan luar pabrik yang sering keras. Pilihan opsi bervariasi. Amplifier sederhana dan kompleks, khususnya multifungsi, dengan kemampuan untuk melakukan operasi logika dan switching.

Perangkat dasar penguat sensor serat optik memiliki komponen dan fungsi elektronik minimum, dan yang paling canggih adalah plug-and-play, dengan elektronik yang sepenuhnya disesuaikan. Beberapa elektronik sensor mampu menangani lebih dari 10 serat masukan. Tentu ada juga indikasinya. Indikator menunjukkan apakah sensor berfungsi dengan baik. Ini juga memiliki fitur lain.

Antarmuka untuk pengontrol ditentukan oleh format keluaran.Pengaturan sensor dan pengaturan ulang amplifier disediakan di sini. Output biasanya terbuka, biasanya tertutup, kolektor, emitor, push. Koneksi dibuat dengan kabel multi-inti. Pemrograman dilakukan dengan menggunakan tombol atau hanya potensiometer.

Fleksibilitas tambahan disediakan oleh opsi sensor seperti: penundaan on / off, output pulsa, penghapusan sinyal terputus-putus, — untuk mencapai kebebasan yang lebih besar dalam merinci dan menyesuaikan parameter amplifier tergantung pada kebutuhan individu dari proses produksi. Penundaan memungkinkan Anda menunda reaksi badan kerja, sinyal interupsi berfungsi sebagai tanda bahwa kondisi kerja dilanggar. Semuanya dipersonalisasi.

Indikasi LED untuk status keluaran atau adanya tampilan dengan informasi tentang sinyal dan status keluaran adalah opsi lanjutan yang memungkinkan diagnostik dan pemrograman pemancar di lapangan.

Untuk pengukuran yang lebih stabil di lingkungan yang berubah, sensor dengan laju pengambilan sampel yang ditingkatkan dan pemfilteran sinyal cocok. Meskipun perangkat masih akan beroperasi pada frekuensi rendah untuk PLC itu akan berguna. Penundaan on/off membantu mencocokkan sinyal output dan input.

Penggunaan blok bantu akan memperluas kemungkinan pemrograman, misalnya, Anda dapat menyesuaikan sensitivitas elemen pengukur saat bekerja dengan bahan khusus seperti kaca atau program untuk mematikan / menghidupkan di antara titik peralihan: melacak posisi benda kerja dan posisinya dalam ruang.

Keindahan kabel serat optik adalah mereka mentransmisikan cahaya, bukan arus.Konfigurasi bahan yang berbeda dimungkinkan, dengan tingkat sensitivitas kepala yang berbeda.

Kabel serat optik difus terdiri dari sepasang faset, salah satunya menuju ke amplifier dan yang lainnya ke kepala penginderaan. Pada saat yang sama, dua kabel dihubungkan ke kepala sensitif - satu untuk sumber cahaya, yang lainnya untuk elektronik.

Kabel serat optik single-beam berisi sepasang kabel identik, masing-masing terhubung ke amplifier dan memiliki kepala optiknya sendiri. Satu kabel digunakan untuk mengirimkan cahaya dan yang lainnya untuk menerima.

Seratnya sendiri biasanya berupa kaca atau plastik. Plastik — lebih tipis, lebih murah, lebih fleksibel. Kaca lebih kuat dan dapat bekerja pada suhu yang lebih tinggi. Plastik dapat dipotong memanjang, tetapi kaca hanya dipotong pada tahap pembuatan. Selubung serat — dari plastik ekstrusi hingga jalinan baja tahan karat tugas berat.

Hal terpenting saat memilih sensor optik adalah memilih kepala optik yang tepat. Lagipula, justru dengan kepekaan kepalalah akurasi pendeteksian bagian-bagian, baik kecil, diam atau bergerak, terkait. Pada sudut berapa penerima dan emitor akan ditempatkan relatif terhadap objek, berapa dispersi yang diizinkan. Apakah bundel serat bundar diperlukan untuk menghasilkan balok bundar atau bundel yang diperpanjang untuk menghasilkan proyeksi horizontal.

Adapun balok melingkar, di kepala difusi mereka dapat bercabang secara seragam dengan semua serat keluaran di satu bagian dan serat penerima di bagian lainnya. Desain ini biasa terjadi, tetapi dapat menyebabkan penundaan saat membaca informasi dari bagian yang bergerak tegak lurus ke garis percabangan.

Distribusi serat sumber dan penerima yang seragam menghasilkan pancaran yang lebih seragam. Balok seragam memungkinkan Anda untuk menyamakan efek pengiriman dan penerimaan gelombang, dan deteksi akan dilakukan terlepas dari arah pergerakan objek.

Jenis kepala optik, panjang kabel, dan amplifier memiliki pengaruh yang signifikan terhadap jarak pandang optik. Sulit untuk memberikan perkiraan yang tepat, tetapi pabrikan menunjukkan data ini. Sensor sinar tunggal memiliki jangkauan yang lebih luas daripada sensor difusi. Serat lebih panjang, jangkauan lebih pendek. Penguat yang lebih baik — sinyal lebih kuat, jangkauan lebih jauh.

I/O terdistribusi semakin banyak digunakan dalam otomasi industri dan dimungkinkan untuk menyambungkan beberapa kabel dari sensor optik ke manifold tunggal.

Amplifier optik sering berdiri sendiri, perangkat pemasangan rel DIN saluran tunggal, mudah dipasang di panel, dan satu-satunya kelemahan adalah merutekan koneksi dari amplifier individu.

Kolektor dapat mengelompokkan beberapa saluran optik ke dalam satu pusat kendali: kolektor dilengkapi dengan tampilan berbasis menu dan setiap saluran dapat diprogram secara individual. Saluran yang dikonfigurasi dapat digunakan oleh logika AND / OR, yang sangat menyederhanakan kontrol PLC.

Penggunaan serat optik bekerja dengan baik dalam sistem yang beroperasi di bawah kondisi gangguan listrik yang tinggi. Serat optik tidak menangkap kebisingan listrik dan penguat elektronik dilindungi oleh kabinet. Jalur perakitan kecil dengan deteksi otomatis komponen pada konveyor dalam proses perakitan perangkat adalah aplikasi sensor optik lain yang sangat menjanjikan dan sudah cukup luas.

Kepala dengan orientasi berbeda, ukuran berbeda, dispersi berbeda untuk memberikan tingkat akurasi pemfokusan yang diinginkan, terlepas dari ukuran sensor — semua ini, bersama dengan logika kontrol, membuka potensi kemungkinan yang sangat besar. Misalnya, satu sensor mendeteksi keberadaan bagian tempat perakitan dimulai, dan sensor kedua mengonfirmasi akhir perakitan.

Selain itu, apa pun aplikasinya, penting untuk memilih sensor dan head dengan parameter yang sesuai untuk aplikasi yang dibutuhkan pengguna: dalam hal hamburan, jarak, pengambilan sampel, opsi dalam hal pengaturan dan pemrograman.

Satu-satunya downside adalah Anda tidak bisa menekuk serat secara berlebihan. Hal ini diperlukan untuk membengkokkan sedikit lebih banyak dan deformasi plastik serat yang tidak dapat diperbaiki akan terjadi, throughput akan berkurang atau hilang sama sekali. Jari-jari tikungan yang diijinkan tergantung pada jenis serat dan ukuran serta penyebaran serat dalam bundel. Karakteristik ini harus dipertimbangkan saat memilih sensor untuk aplikasi Anda.