산업 자동화 시스템의 광섬유 센서

자동화 라인에서 컨베이어 부품의 존재 확인, 조명 장치 작동에 대한 정보 획득, 소형이지만 효율적인 기계 관리 .. 어디에서나 프로세스 제어에 최소한의 오류가 필요하며 실패하는 경우 최신 기술 프로세스는 품질 저하를 용납하지 않기 때문에 향후 실수가 반복되지 않도록 오작동의 원인을 아는 것이 중요합니다. 이것은 센서가 구출되는 곳입니다.

자기식, 유도식, 광전식, 용량식 등 다양한 유형의 센서가 있으며 각각 고유한 장점과 단점이 있습니다. 광전지는 가장 다재다능한 것 중 하나입니다. 다음은 레이저 및 적외선, 단일 빔 및 반사입니다. 그러나 구성 옵션이 가장 넓고 도달하기 가장 어려운 장소에도 이상적이기 때문에 광학 센서를 살펴볼 것입니다.

광학 광 센서는 광학 광전지 증폭기와 광학 헤드가 있는 광 케이블의 한 쌍의 장치로 나뉩니다. 케이블은 증폭기에서 빛을 전달합니다.

원리는 간단합니다.송신기와 수신기가 함께 작동합니다. 수신기는 송신기에서 방출되는 광파를 감지합니다. 기술적으로 이 과정은 물체까지의 거리를 측정하기 위해 광파의 각도를 추적하거나, 광량을 측정하거나, 광파가 돌아오는 시간을 측정하는 등 다양한 방식으로 수행됩니다.

광원과 수신기는 헤드(확산 또는 반사 장치)에 간단히 위치하거나 두 개의 헤드(단일 빔)로 별도로 만들 수 있습니다. 광섬유 센서 헤드는 내부에 전자 장치를 포함하고 수신기는 광섬유를 통해 전자 장치에 바로 연결됩니다. 수신 및 전송된 파동은 광 네트워크의 고속 데이터 전송과 유사한 방식으로 광섬유를 통해 이동합니다.

이 분리의 장점은 수신기가 측정 대상에 설치된다는 것입니다. 광섬유 케이블은 제조 공장의 열악한 실외 환경으로부터 증폭기를 보호하는 특수 제어 캐비닛에 들어 있는 증폭기에 라우팅 및 연결됩니다. 옵션의 선택은 다양합니다. 증폭기는 논리 및 스위칭 작업을 수행할 수 있는 기능을 갖춘 단순하고 복잡하며 특히 다기능입니다.

광섬유 감지 증폭기의 기본 세트에는 최소한의 전자 부품과 기능이 포함되어 있으며 가장 정교한 것들은 플러그 앤 플레이이며 전자 장치는 완전히 맞춤화됩니다. 일부 센서 전자 장치는 10개 이상의 입력 섬유를 처리할 수 있습니다. 물론 표시도 있습니다. 표시기는 센서가 제대로 작동하는지 여부를 보여줍니다. 또한 다른 기능도 있습니다.

컨트롤러의 인터페이스는 출력 형식에 따라 결정됩니다.센서 설정 및 증폭기 재설정이 모두 여기에서 제공됩니다. 출력은 일반적으로 열림, 일반적으로 닫힘, 컬렉터, 이미 터, 푸시입니다. 다중 코어 케이블로 연결됩니다. 프로그래밍은 버튼 또는 단순히 전위차계를 사용하여 수행됩니다.

온/오프 지연, 펄스 출력, 간헐적 신호 제거와 같은 센서 옵션을 통해 추가 유연성이 제공되어 생산 공정의 개별 요구 사항에 따라 증폭기 매개변수를 세부화하고 조정하는 데 더 큰 자유를 얻을 수 있습니다. 지연을 통해 작업 기관의 반응을 지연시킬 수 있으며 방해 신호는 작업 조건을 위반했다는 신호로 사용됩니다. 모든 것이 개인화됩니다.

출력 상태의 LED 표시 또는 신호 및 출력 상태에 대한 정보가 있는 디스플레이의 존재는 현장에서 트랜스미터의 진단 및 프로그래밍을 허용하는 고급 옵션입니다.

변화하는 환경에서 보다 안정적인 측정을 위해서는 샘플링 속도와 신호 필터링이 증가된 센서가 적합합니다. 장치는 여전히 낮은 주파수에서 작동하지만 PLC용 유용할 것입니다. 켜기/끄기 지연은 출력 및 입력 신호를 일치시키는 데 도움이 됩니다.

보조 블록을 사용하면 프로그래밍 가능성이 확장됩니다. 예를 들어 유리와 같은 특수 재료로 작업할 때 측정 요소의 감도를 조정하거나 스위칭 포인트 사이에서 켜고 끄는 프로그램: 공작물의 위치 추적 및 공간에서의 위치.

광섬유 케이블의 아름다움은 전류 대신 빛을 전송한다는 것입니다.헤드 감도의 정도가 다른 다양한 재료의 구성이 가능합니다.

확산 광섬유 케이블은 한 쌍의 패싯으로 구성되며 그 중 하나는 증폭기로, 다른 하나는 감지 헤드로 연결됩니다. 동시에 두 개의 케이블이 민감한 헤드에 연결됩니다. 하나는 광원용이고 다른 하나는 전자 장치용입니다.

단일 빔 광섬유 케이블에는 각각 증폭기에 연결되고 자체 광학 헤드가 있는 한 쌍의 동일한 케이블이 포함되어 있습니다. 하나의 케이블은 빛을 전송하는 데 사용되고 다른 하나는 수신하는 데 사용됩니다.

섬유 자체는 일반적으로 유리 또는 플라스틱입니다. 플라스틱 — 더 얇고 저렴하며 더 유연합니다. 유리는 더 강하고 더 높은 온도에서 작동할 수 있습니다. 플라스틱은 길이에 맞게 절단할 수 있지만 유리는 제조 단계에서만 절단됩니다. 섬유 외피 — 압출 플라스틱에서 견고한 스테인리스 스틸 브레이드까지.

광학 센서를 선택할 때 가장 중요한 것은 올바른 광학 헤드를 선택하는 것입니다. 결국, 작은 부품, 고정된 부품 또는 움직이는 부품을 감지하는 정확도는 머리의 감도와 관련이 있습니다. 수신기와 이미 터는 물체에 대해 어떤 각도로 위치하며 허용 가능한 분산은 얼마입니까? 원형 빔을 생성하기 위해 원형 섬유 다발이 필요한지 또는 수평 프로젝션을 생성하기 위해 확장된 다발이 필요한지 여부.

원형 빔의 경우, 확산 헤드에서 절반의 모든 출력 섬유와 다른 쪽의 수신 섬유로 균일하게 분기될 수 있습니다. 이 디자인은 일반적이지만 분기선에 직각으로 이동하는 부품에서 정보를 읽을 때 지연이 발생할 수 있습니다.

소스 및 수신기 섬유의 균일한 분포는 보다 균일한 빔을 생성합니다. 균일한 빔을 사용하면 파동을 송수신하는 효과를 균등화할 수 있으며 물체의 이동 방향에 관계없이 감지가 이루어집니다.

광학 헤드의 유형, 케이블 길이 및 증폭기는 광학 시거리에 상당한 영향을 미칩니다. 정확한 추정치는 어렵지만 제조업체는 이러한 데이터를 표시합니다. 단일 빔 센서는 확산 센서보다 범위가 더 넓습니다. 더 긴 섬유, 더 짧은 범위. 더 나은 증폭기 — 더 강한 신호, 더 넓은 범위.

분산 I/O는 산업 자동화에서 점점 더 많이 사용되고 있으며 광학 센서에서 단일 매니폴드로 여러 케이블을 연결할 수 있습니다.

광학 증폭기는 종종 독립형 단일 채널 DIN 레일 장착 장치이며 패널에 쉽게 장착할 수 있으며 유일한 단점은 개별 증폭기에서 연결을 라우팅한다는 것입니다.

컬렉터는 여러 광 채널을 하나의 제어 센터로 그룹화할 수 있습니다. 컬렉터에는 메뉴 기반 디스플레이가 장착되어 있으며 각 채널은 개별적으로 프로그래밍할 수 있습니다. 구성된 채널은 AND/OR 로직에 의해 사용될 수 있어 PLC 제어를 크게 단순화합니다.

광섬유의 사용은 높은 전기 노이즈 조건에서 작동하는 시스템에서 잘 작동합니다. 광섬유는 전기 노이즈를 포착하지 않으며 전자 증폭기는 캐비닛으로 보호됩니다. 장치 조립 공정에서 컨베이어에 있는 부품을 자동으로 감지하는 소형 조립 라인은 광학 센서의 매우 유망하고 이미 널리 보급된 또 다른 응용 분야입니다.

방향, 크기, 분산이 다른 헤드는 센서 크기에 관계없이 원하는 수준의 초점 정확도를 제공합니다. 이 모든 것이 제어 논리와 함께 엄청난 가능성을 열어줍니다. 예를 들어, 하나의 센서는 조립이 시작되는 부품의 존재를 감지하고 두 번째 센서는 조립의 끝을 확인합니다.

또한 용도에 관계없이 산란, 거리, 샘플링, 설정 및 프로그래밍 측면의 옵션 등 사용자가 요구하는 용도에 적합한 매개 변수로 센서와 헤드를 선택하는 것이 중요합니다.

유일한 단점은 섬유를 과도하게 구부릴 수 없다는 것입니다. 조금 더 구부릴 필요가 있으며 섬유의 돌이킬 수 없는 소성 변형이 발생하고 처리량이 감소하거나 완전히 사라집니다. 허용 굽힘 반경은 섬유 유형과 번들 내 섬유의 크기 및 분산에 따라 다릅니다. 애플리케이션에 맞는 센서를 선택할 때 이러한 특성을 고려해야 합니다.