Aby sa dosiahol vysokokvalitný konečný výsledok, automatizácia priemyselných procesov si vyžaduje bezchybné fungovanie mnohých rôznych komponentov. Predmetom tohto článku sú snímače polohy, skromný, ale kľúčový prvok priemyselnej automatizácie. Snímače polohy vo výrobných a spracovateľských zariadeniach zabezpečujú, aby sa kľúčové úlohy vykonávali podľa plánu, čo pomáha pri monitorovaní a riadení výrobných procesov. Presnejšie povedané, ich hlavnou úlohou je nájsť „ciele“ alebo pohybujúce sa veci a hlásiť ich prítomnosť alebo neprítomnosť. Pneumatické ventily majú rôzne využitie, pretože môžu prenášať signály do systému, ktoré mu nariaďujú vykonať predprogramovanú akciu, keď sa cieľ nachádza v prednastavenej vzdialenosti od snímača polohy.

Snímač polohy vysiela signál, ktorý systému hovorí, aby prestal vykonávať danú predprogramovanú funkciu alebo prepol na inú funkciu, keď sa cieľ vzdiali od snímača polohy. Hoci cieľom môže byť teoreticky čokoľvek, tento článok sa kvôli jednoduchosti zameria výlučne na kovové ciele a „bežné“ metódy ich lokalizácie. Medzi tieto technológie patria mechanické koncové spínače, indukčné snímače priblíženia, pružinové koncové spínače a koncové spínače. Pred preskúmaním mnohých typov snímačov polohy je užitočné porozumieť štandardnému jazyku používanému väčšinou výrobcov snímačov.

• Snímací dosah: vzdialenosť medzi snímacou plochou a cieľom aktivácie spínača

• Hysterézia: vzdialenosť medzi bodom uvoľnenia a bodom aktivácie spínača

• Opakovateľnosť: Schopnosť prepínača počas celej jeho životnosti konzistentne identifikovať rovnaký cieľ v rovnakom rozsahu.

• Čas odozvy: interval medzi detekciou cieľa a vygenerovaním výstupného signálu.

mechanický koncový spínač

Elektromechanické zariadenia nazývané mechanické koncové spínače používajú priamy fyzický kontakt s cieľom na snímanie jeho polohy. Môžu uniesť vysoké prúdové zaťaženie a fungovať bez zdroja napájania. Mechanické spínače sa nestarajú o polaritu ani napätie, pretože používajú suché kontakty, vďaka čomu sú odolné voči rôznym elektrickým poruchám, ako je elektrický šum, rádiofrekvenčné rušenie, zvodový prúd a pokles napätia. Rameno páky, tlačidlo, telo, základňa, hlavica, kontakty, svorky a ďalšie pohyblivé prvky týchto spínačov si často vyžadujú údržbu. Mechanické koncové spínače Votto môžu mať nízku opakovateľnosť, pretože sú v priamom fyzickom kontakte s cieľom. Samotný cieľ, ako aj rameno páky, sa môžu fyzickým kontaktom opotrebovať. Existujú aj nechránené otvory, ktoré sú náchylné na koróziu, prach a vlhkosť. Kvôli tomuto problému sú certifikované nebezpečné oblasti a utesnené kontakty často drahé.

Koncový pružinový spínač

Pružinový koncový spínač je elektromechanický nástroj, ktorý využíva magnetickú príťažlivosť na určenie polohy magnetického cieľa. Vo vnútri spínača sa nachádzajú dva malé kovové hroty uzavreté v sklenenej trubici. Ide o „jazýčkový prvok“. Vďaka svojej magnetickej citlivosti reaguje jazýčkový prvok na magnetické ciele aktiváciou. Keďže na fungovanie nevyžadujú priamy kontakt s cieľom, pružinové koncové spínače poskytujú všetky výhody mechanických spínačov a zároveň sa vyhýbajú problémom s opotrebovaním.

Bežné železné terče nie je možné použiť s pružinovými koncovými spínačmi; sú potrebné magnetické terče. Jazýčkový spínač je nespoľahlivý, pretože jazýčkový prvok, sklenená trubica a malé kovové hroty sa ohýbaním unavujú. Nízky kontaktný tlak môže viesť k chveniu kontaktov a chybným signálom z jazýčka v situáciách s vysokými vibráciami.

Senzory pre indukčné priblíženie

Elektronické zariadenie v pevnom skupenstve nazývané indukčný snímač priblíženia využíva zmeny v energetickom poli kovového predmetu na určenie jeho polohy. Nie je potrebný fyzický dotyk a neobsahuje žiadne pohyblivé časti, ktoré by sa mohli zasekávať, opotrebovávať alebo poškodzovať, čo znižuje nároky na údržbu. Je tiež odolný voči prachu a nečistotám, pretože nemá žiadne pohyblivé časti. Indukčné snímače priblíženia sú veľmi prispôsobivé pre rôzne aplikácie a sú dostupné v rôznych veľkostiach a prevedeniach. Indukčné snímače priblíženia netolerujú vysoké prúdové zaťaženie a na fungovanie potrebujú externý zdroj energie (elektrinu). Môžu byť tiež náchylné na poklesy napätia, zvodové prúdy, rádiofrekvenčné rušenie a elektrický šum. Extrémne teplotné výkyvy a prenikanie vlhkosti môžu byť občas pre indukčné snímače priblíženia škodlivé.

koncový spínač

Vďaka špeciálnej hybridnej technológii dokážu koncové spínače lokalizovať železné ciele pomocou elektromagnetických polí. Bezpákové koncové spínače sú neuveriteľne spoľahlivé v náročných situáciách a pri dlhodobom používaní. Keďže nie je potrebný fyzický dotyk ani externé napájanie, sú možné vysoké prúdové zaťaženia a nič sa nemôže zaseknúť, ohnúť, rozbiť ani zoškriabať. Podobne ako mechanické spínače sú odolné voči elektrickému šumu, rádiofrekvenčnému rušeniu, zvodovým prúdom a poklesom napätia. Nie sú tiež citlivé na polaritu ani napätie. Prach, špina, vlhkosť, fyzický dotyk a väčšina korozívnych látok alebo chemikálií nemajú na koncové spínače žiadny vplyv. Väčšina typov má široký rozsah pracovných teplôt a je iskrovo bezpečná. Bezpákový koncový spínač je vďaka svojim utesneným spojom a pevnému kovovému puzdru ideálny pre aplikácie, ktoré vyžadujú vodotesnosť a ochranu proti výbuchu.

Snímače polohy sú kľúčové pre automatizáciu priemyselných procesov. Na trhu existuje množstvo technológií snímačov polohy, pričom každá má odlišný súbor výkonnostných vlastností. Na dosiahnutie potrebného výkonu a spoľahlivosti je potrebné starostlivo vybrať správny typ snímača pre danú aplikáciu.