Một số loại cảm biến thông dụng trong công nghiệp 4.0

Các cảm biến là mắt và tai cho hệ thống điều khiển. Nói chung, nếu bạn muốn kiểm soát nó, bạn phải cảm nhận nó. Bởi vì kỹ sư điều khiển thường được gọi để chỉ định các cảm biến và xử lý các vấn đề cảm biến.

Là một kỹ sư điều khiển, chúng ta thường có xu hướng nhìn thấy mọi thứ từ đầu điện, vì vậy trong khám phá này, chúng ta sẽ xem xét hai loại cảm biến: Cảm biến kỹ thuật số trả lại tín hiệu bật / tắt và cảm biến Analog trả về phạm vi các giá trị.

Điểm dừng đầu tiên của chúng ta là cảm biến kỹ thuật số. Đây là những cảm biến được sử dụng phổ biến nhất trong thế giới công nghiệp. Vì vậy, một cảm biến nhị phân kỹ thuật số của người nổi tiếng thế giới là gì Về mặt lý thuyết, chúng tôi đang đề cập đến một cái gì đó trả về một hoặc nhiều bit thông tin trên mỗi cảm biến.

Ban đầu, chúng rất đơn giản: Một liên lạc chạm vào một liên hệ khác khi có thứ gì đó được cho là dừng lại. Trong những máy cũ, điều này thường có nghĩa là 110 Vôn tiếp xúc với người vận hành chạm hoặc đi qua khung máy – Không an toàn trong bất kỳ điều kiện nào và có thể là bất hợp pháp trong ý thức an toàn ngày nay.

Sau đó, chúng trở thành một công tắc lật khi có thứ gì đó đến một vị trí. Chúng được gọi là các thiết bị chuyển mạch giới hạn và vẫn đang được sử dụng.

Chúng tôi sử dụng các loại cảm biến này cho bất kỳ thứ gì chúng tôi chia thành hai trạng thái – Bật và Tắt, Đúng và Sai, Là và Không.

Ví dụ: Trong Vị trí, Đầy đủ, Trống, Bật nguồn và Chạy.

Hãy xem xét một vài ví dụ về các loại cảm biến này. Đầu tiên, như đã đề cập trước đó, các công tắc cơ khí các loại vẫn còn xung quanh. Công tắc giới hạn vẫn được sử dụng trong môi trường bụi bẩn. Một lý do lớn khiến chúng trở nên ít phổ biến hơn trong những năm qua là chúng rất lớn so với nhiều cảm biến khác có sẵn.

Các cảm biến tiệm cận, thường được gọi là các proximity, được sử dụng để phát hiện các vật kim loại gần bằng từ trường. Trong nhiều môi trường, chúng đã thay thế các công tắc giới hạn trong các ứng dụng cảm biến vị trí.

Cảm biến quang có phạm vi dài hơn nhiều so với cảm biến tiệm cận, nhưng chúng dễ bị bụi bẩn và các vấn đề môi trường và cơ học khác vì chúng sử dụng ánh sáng để cảm biến.

Chúng ta thường sử dụng chúng ở những nơi chúng ta không kén chọn chính xác mục tiêu ở đâu, nhưng chúng ta cần biết đó là ở đó, như những chiếc hộp trên băng tải nơi chúng ta không quan tâm đến băng tải ở đâu,

Cảm biến tiệm cận điện dung giống như một cảm biến tiệm cận, nhưng để phát hiện các vật liệu không dẫn điện. Họ rất nhạy cảm với ô nhiễm và trong lịch sử đã không đáng tin cậy lắm.

Máy dò siêu âm phát hiện vật thể rắn sử dụng âm thanh tần số cao nhưng rất dễ bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường và bụi bẩn. Chúng tôi không sử dụng chúng thường xuyên, nhưng chúng có thể giải quyết các vấn đề cảm nhận không gì khác có thể.

Một liên hệ phụ trợ là một phần của rơle. Chúng cho chúng tôi biết khi bất cứ điều gì đang điều khiển rơle đã bật hoặc tắt.

Một nút ấn cảm nhận hành động của người vận hành, giá trị là đúng hay sai.

Hiện tại, đó là tất cả những gì chúng ta sẽ nói về cảm biến kỹ thuật số. Hầu hết các điều khiển vẫn được thiết kế xung quanh các tín hiệu bật / tắt, vì vậy đây là các loại bánh mì và bơ bơ của cuộc sống của người điều khiển.

Đã có lúc, ô tô không có đồng hồ đo nhiên liệu và bạn phải có bình xăng dự trữ – bình xăng – để khi bạn chạy ra ngoài, bạn có thể đến trạm xăng.

Bây giờ tất cả các xe đều có đồng hồ đo nhiên liệu, và tiếp theo chúng ta sẽ xem xét các cảm biến có thể thực hiện được cùng với nhiều phép đo khác mà tự động hóa yêu cầu.

Một cảm biến tương tự là một cảm biến chuyển đổi một đại lượng vật lý thay đổi thành tín hiệu mà hệ thống điều khiển có thể hiểu được – một điện áp hoặc dòng điện.

Theo số lượng vật lý, chúng tôi có nghĩa là Nhiệt độ, Áp suất, Độ ẩm, Khoảng cách và Tốc độ trong số những người khác.

Có một loại cảm biến chung cho mỗi loại. Một số cảm biến kết hợp các đại lượng, như nhiệt độ và độ ẩm hoặc khoảng cách và tốc độ thành một nhạc cụ duy nhất tạo ra hai tín hiệu.

Có một vài loại tín hiệu chung được tạo ra bởi các thiết bị này. Đối với cảm biến nhiệt độ, các thiết bị tự tạo ra tín hiệu dải millivolt trong trường hợp cặp nhiệt điện hoặc điện trở thay đổi trong trường hợp Đầu dò nhiệt độ điện trở (RTD).

Do độ chính xác và độ lặp lại cao hơn, RTD thường là một yếu tố cảm biến tốt hơn khi chúng ta có thể sử dụng chúng.

PLC có thẻ được thiết kế đặc biệt để xử lý cả hai loại thiết bị này.

Phần còn lại của các loại tín hiệu được chuyển đổi cục bộ thành một dạng tín hiệu thường được hiểu hơn, là điện áp hoặc dòng điện trước khi được kết nối với hệ thống điều khiển. Nếu các tín hiệu nhiệt độ phải đi rất xa đến hệ thống điều khiển, chúng ta cũng thường chuyển đổi chúng như thế này.

Tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là tín hiệu 4-20 mA vì khả năng chống nhiễu và các đặc tính khác, và mọi loại cảm biến tương tự tôi đã đề cập thường có thể được mua trong loại đầu ra đó.

Chúng ta vừa thực hiện một chuyến tham quan nhanh đến các cảm biến chính được sử dụng trong hầu hết các hệ thống điều khiển công nghiệp. Với các loại cảm biến này, chúng tôi cảm nhận mọi thứ từ các nút mà người vận hành đẩy đến chiều cao của chất lỏng trong bể đến áp suất và nhiệt độ của hơi nước trong nồi hơi.

Những cảm biến này và một vài cảm biến khác, với tín hiệu được xử lý bởi phần cứng và phần mềm, điều khiển các quy trình công nghiệp trên thế giới.