Utilizarea Plc Urilor ÎN Controlul Acționărilor Electro Pneumatice

INTRODUCERE

Automatizarea este o ramură a tehnicii, al cărei scop este ca mașinile și instalațiile să lucreze automat, deci independente de o continuă și/sau directă intervenție a forței de muncă umane.

Cu cît acest țel este realizat mai optimal, cu atît este mai ridicat gradul de automatizare. In instalațiile automatizate operatorul uman preia sarcini de supraveghere, de aprovizionare cu material, de transport a produselor finite, de întreținere și alte activități similare. Noile realizări ale electrotehnicii (microprocesoare) accelerează hotărîtor procesele de automatizare. Pe lîngă protejarea forței de muncă umane de activități grele și monotone, automatizarea ridică calitatea produselor precum și productivitatea proceselor cu o reducere corespunzătoare a costurilor pentru resursele umane folosite.

Automatizarea în domeniul sistemelor de comandă și control, în prezent, din punct de vedere al aspectelor de teorie și aplicații, este axată pe înlocuirea factorului uman de către tehnologie. Această automatizare implică utilizarea sistemelor în administrarea sarcinilor ce trebuiesc indeplinite de factorul uman incluzând corelația dintre monitorizarea și planificarea automatizării, ceea ce presupune anumite provocări de ordin: tehnic, etic, organizațional și de siguranță.

Combinarea Automatizărilor cu electrica și cu pneumatica oferă o mare flexibilitate

automatizărilor electropneumatice, permițând controlarea debitului la modul „ totul sau nimic ”, cât și asupra modalității de comandă a sistemului.

Însă dacă se dorește schimbarea sarcinii trebuie modificat circuitul, adăugând sau îndepărtând elementele componente și reamenajând conexiunile.

In ultima perioada de timp cerintele sunt tot mai complexe ,trebuie protejate atat masinile de executie,produsul finit dar in principal viata,astfel totul se realizeaza cat mai fiabil mai precis si in scopuri bine determinate.

Obiectivul lucrării

Alegerea acestei teme pentru realizarea proiectului de diplomă a constat în punerea în evidență a avantajului utilizării PLC-urilor în controlul si realizarea comenzilor electropneumatice, având în vedere domeniile vaste în care comenzile si automatizarea se dovedesc a fi o alegere foarte bună, ținând cont de verstatilitatea hardware a acestora, comanda și controlul realizate prin intermediul programelor și facilitatea în utilizare și exploatoare.

În primul capitol al lucrării am descris automatele de comanda si reglare programabile, cateva notiuni generale despre automatizari programabile,tipuri de PLC-uri,structura hardware si software a automatelor programabile cat si tipul de procesoare utilizate de acestea in coordonarea comenzilor de actionare.

In capitolul doi am pus accentul pe sisteme de actionare elecrice ,descrierea in amanunt a unei realizari practice tehnic cu documentatie aferenta si informatii pentru utilizatori.

Incepand cu cel ce-al treilea capitol am adaugat elementele externe de tip senzori,traductoare si elemente de executie.

Lucrarea are ca obiectiv constructia unei masini in miniatura cu elemente minime care sa fie capabila sa ruleze in mod automat .Masina trebuie sa gaureasca cu un burghiu de dimensiune mica mai multe placi de plastic sau placi dintr-un alt material.

In realizarea acestei lucrari doresc sa demontrez ca se poate implementa un proces automat ,o statie industriala la o scara mare de productie pentru o gama larga de piese.

Placutele gaurite pot fi inlocuite cu diverse cutii de metal sau de plastic si pot fi folosite in diverse scopuri ca de exemplu carcase de protectie , jucarii .

CAPITOLUL I

AUTOMATE DE COMANDĂ ȘI REGLARE PROGRAMABILE

1.1. Noțiuni generale despre PLC-uri

Apărut către finalul anilor ’60 și dezvoltat pentru a oferi aceeași funcționalitate ca și sistemele bazate pe logica cu relee, PLC-ul este un calculator specializat, cu microprocesor, care efectuează funcții de control de multe tipuri și nivele de complexitate. Scopul principal este de a monitoriza parametrii de proces și ajustarea acestora, în consecință.[]

Acesta folosește o memorie programabilă pentru a stoca instrucțiuni și funcții specifice, ca: control On / Off, temporizare, numărare, secvențiere, funcții aritmetice, și de prelucrare a datelor. []

PLC-urile au marele avantaj că același controller poate fi utilizat cu o gamă largă de sisteme de control. Pentru a modifica un sistem de control precum și regulile ce urmează a fi utilizate, este necesar ca un operator să introducă un set diferit de instrucțiuni, nefiind necesară o modificare fizică. Luând în considerare acest aspect, rezultatul este un sistem flexibil, rentabil ca și cost, sistem care poate fi utilizat cu sisteme de control care variază destul de mult în natură și complexitate.

PLC-urile sunt similare cu calculatoarele, dar calculatoarele sunt optimizate pentru sarcini de calcul și afișare, PLC-urile fiind optimizate doar pentru sarcini de control și mediul industrial.[w.bolton] Acestea nu sunt proiectate astfel încât numai programatori pot configura sau face schimbări în programe. Astfel, designerii de PLC-uri le-au pre-programate, astfel încât programul de control poate fi scris folosind o formă de limbaj simplă, relativ intuitivă. Termenul ”LOGIC” este folosit pentru programarea este în primul rând centrată pe implementarea operațiilor logice și de comutare. Dispozitivele de intrare, ca exemplu: senzori ca și comutatoare și dispozitivele de ieșire, în sistemul ce este controlat, ca: motoare, electrovalve, etc., sunt conectate la PLC. Operatorul introduce o secvență de instrucțiuni, un program, în memoria PLC-ului. Controlerul acestuia monitorizează intrările și ieșirile în conformitate cu acest program și efectuează sarcinile pentru care are fost programat.[]

1.1.1. Tipuri de PLC-uri

In functie de cerintele producatorului sau a proiectantilor se folosesc mai multe tipuri de PLC-uri. Mai jos amintesc cateva tipuri folosite mai des pentru comandarea unor procese industriale.

1.Allen-Bradley PLC5

2. Allen-Bradley SLC500

3. Allen-Bradley Micrologix

4. Allen-Bradley Picocontroller

5.Bosch Rexroth

6.Siemens

7. Mitsubishi

De-a lungul istoriei s-au dezvoltat diferite tipuri de controlere programabile in diferite serii si versiuni cat mai fiabile pentru beneficiar.

In cazul controlului aplicatiilor industriale, cea mai larga utilizare o au sistemele de control electronic de tip PLC (Programmable Logic Controller – Controler Logic Programabil /Automat Programabil), care, pe baza unor programe elaborate de utilizator, comanda si regleaza aplicatia, vizualizeaza starea procesului, semnalizeaza anumite defectiuni, comunica intre ele sau cu alte structuri de control prin retele standardizate. []

Majoritatea PLC-urilor permit montarea aditionala a unor module prin care se largeste setul (numarul) de semnale procesate sau care imbogatesc gama functiunilor: module de intrare/iesire digitale si/sau analogice, module de pozitionare, module de comunicatie etc.

Elementul central in cadrul unui sistem mecatronic il constituie sistemul de control electronic care conduce, regleaza si optimizeaza procesul. Aceste functii sunt asigurate de o structura fizica dedicata de tip controler, care poate fi realizat cu circuite logice integrate, microprocesoare, microcontrolere, automate programabile (PLC) sau se poate identifica chiar cu un calculator personal (PC). []

1.2. Structura hardware a automatelor programabile

Structura unui PLC este alcatuita din doua elemente:

1. Unitatea centrală de prelucrare;

2. Sistemul de intrare/ieșire.

Unitatea centrală de prelucrare (UCP) este partea controlerului programabil care extrage, decodează, stochează și procesează informația. De asemenea, execută programul de control stocat în memoria PLC-ului. În esență, UCP-ul este “creierul” controlerului programabil. UCP-ul are trei părți:

a)Procesorul;

b)Sistemul de memorare;

c)Alimentarea.

Procesorul este partea din UCP care codează, decodează și calculează date. Sistemul de memorare este partea din UCP care stochează atât programe cât și date de control pentru echipamentul conectat la PLC. Memoria PLC-ului este împărțită în trei spații: spațiul de sistem, spațiul de program și spațiul de date. Spațiul de sistem conține programe instalate de către fabricant (sistemul de operare, modulele de diagnosticare și simulare). Spațiul de program conține codul de control scris de către programator. Spațiul de date stochează toate variabilele utilizate de către programul de aplicație. []

Alimentarea este acea parte care furnizează PLC-ului tensiunea și curentul de care are nevoie pentru a funcționa.

Figura 1.2.1. Structura Unității Centrale de Prelucrare

Sistemul de intrare/ieșire (I/O) este partea din PLC la care sunt conectate toate dispozitivele din câmp. Dacă UCP-ul poate fi gândit ca un creier al PLC-ului, atunci sistemul de I/O poate fi gândit ca fiind mâinile și picioarele PLC-ului.

Sistemul de I/O constă din 2 părți principale:

-Cadrul de montare (rack-ul);

-Modulele de intrare/ieșire (I/O).

Cadrul este o cutie cu sloturi înăuntru care este conectat la UCP.

Modulele de intrare/ieșire sunt dispozitive cu terminale de conectare la care sunt legate dispozitivele din câmp. Împreună, cadrul și modulele de I/O alcătuiesc interfața dintre dispozitvele din câmp și PLC. Când se setează corect, fiecare dintre modulele de I/O este atât cablat la dispozitivele din câmp corespunzătoare cât și instalat într-un slot din cadru. Aceast lucru creează o conectare fizică între echipamentul din câmp și PLC. La unele PLC-uri mai mici, cadrul și modulele de I/O sunt încapsulate într-o singură unitate. []

Figura 1.2.2. Cutia cu dispozitivele I/O (de inlocuit figura cu alta explicita)

Toate dispozitivele de câmp conectate la PLC pot fi clasificate în una din două categorii:

-de intrare;

-de ieșire.

Intrările sunt dispozitivele care transmit un semnal/dată la un PLC. Exemple tipice de intrări sunt butoanele de acționare, întrerupătoarele și dispozitivele de măsurare.

Ieșirile sunt dispozitivele care așteaptă un semnal/dată de la PLC pentru a efectua funcțiile de control. Semnalizările luminoase, hupele, motoarele și valvele sunt toate bune exemple de dispozitive de ieșire.

Exemplu:

Un dispozitiv de fixare a becului deasupra (o dulie cu bec deasupra) și un întrerupător de perete corespunzător acestuia sunt foarte bune exemple pentru orice intrare sau ieșire. Întrerupătorul de perete este o intrare – el furnizează un semnal către bec pentru a fi aprins. Becul de deasupra este o ieșire – el așteaptă până când întrerupătorul trimite un semnal înainte să fie aprins.

Figura 1.2.3. Exemplu de intrare (întrerupător) și ieșire (bec)

Există două tipuri de bază de dispozitive de intrare/ieșire:

1.Discrete;

2.Analogice.

Dispozitivele discrete sunt intrările și ieșirile care au doar două stări: deschis și închis. Ca un rezultat, ele trimit/primesc semnale simple de la /către PLC. Aceste semnale constau doar din 1 sau 0. Un 1 înseamnă că dispozitivul este deschis iar 0 înseamnă că dispozitivul este închis.

Dispozitivele analogice sunt intrările/ieșirile care pot avea un număr infinit de stări. Aceste dispozitive nu pot fi doar deschis și închis, dar pot fi de asemenea total aproape deschis, nu chiar închis, etc. Aceste dispozitive primesc/trimit semnale complexe la/de la PLC.

1.3. Limbaje de programare PLC-uri

Programarea PLC-ului:

Standardul IEC 61131 stabileste 5 limbaje de programare utilizabile pentru programarea dispozitivelor de tip PLC:

LD – Lader Diagram – limbaj grafic de tip “schemă cu relee”

FBD – Function Block Diagram – limbaj grafic de tip “flux de de care au doar două stări: deschis și închis. Ca un rezultat, ele trimit/primesc semnale simple de la /către PLC. Aceste semnale constau doar din 1 sau 0. Un 1 înseamnă că dispozitivul este deschis iar 0 înseamnă că dispozitivul este închis.

Dispozitivele analogice sunt intrările/ieșirile care pot avea un număr infinit de stări. Aceste dispozitive nu pot fi doar deschis și închis, dar pot fi de asemenea total aproape deschis, nu chiar închis, etc. Aceste dispozitive primesc/trimit semnale complexe la/de la PLC.

1.3. Limbaje de programare PLC-uri

Programarea PLC-ului:

Standardul IEC 61131 stabileste 5 limbaje de programare utilizabile pentru programarea dispozitivelor de tip PLC:

LD – Lader Diagram – limbaj grafic de tip “schemă cu relee”

FBD – Function Block Diagram – limbaj grafic de tip “flux de date” (cu blocuri funcționale interconectate)

ST – Structured Text – limbaj de nivel înalt asemănător cu Csau Pascal

IL – Instruction List – limbaj de nivel scăzut de tip limbaj de asamblare

SFC – Sequential Function Chart – limbaj care permite exprimarea secventelor de pasi pentru un automat de stare

Pentru dezvoltarea de aplicatii se pot folosi diferite medii de programare, precum ISAGRAPH sau DX-Developer, care permit: editarea, compilarea, descarcarea pe un PLC tinta si executia programului (in regim normal si in regim pas-cu-pas).

De exemplu pentru PLC-urile din familia Mitsubishi FX3u se va folosi mediul de programare Dx-Developer care pune la dispozitie 2 limbaje de programare: LD si SFC (bazat pe comenzi). In cadrul lucrării de față se folosește varianta LD.

Descrierea logicii programului se face similar cu modul de desenare a schemelor de automatizare cu relee. În schemă apar contacte de relee “ –| |–“, conexiuni “––“ și ieșiri “—( )–“. Suplimentar în schemele mai complexe pot să se utilizeze funcții predefinite. Principial, schema astfel construită se evaluează în timpul execuției programului ca și cum curentul circulă de la stânga la dreapta în mod paralel prin fiecare linie a schemei: acolo unde contactele pe o linie sunt închise, ieșirea este activă (contactul este închis). Practic schema se evaluează în trepte după cum se vede în Figura 1.3.1.[]

Figura 1.3.1. Executia programului se face de sus in jos si de la stanga la dreapta.

In cadrul liniilor de program se utilizează diferite tipuri de “dispozitive” incluse in structura PLC-ului, dupa cum urmeaza:

X – Intrari fizice (ex: X000-X007 la PLC-ul utilizat) – intrari digitale de tip contact

Y – Iesiri fizice (ex: Y000-Y007 la PLC-ul utilizat) – iesiri digitale de tip contact

M – Relee auxiliare (ex: M000-…) – dispozitive bistabile de tip releu folosite pentru memorarea temporara a unor stari

S – Relee de stare – folosite in limbajul STL pentru a indica un pas (o stare) din diagrama de stare a automatului

T – timer – dispozitive de masurare a timpului tip “timer”; sunt de 3 feluri: cu increment la 100ms, 10ms sau 1ms; timerele sunt pe 16 biti; pot fi cu retinere (pastreaza valoarea pana se reseteaza) sau fara retinere; iesirea timerului este un contact care se inchide in momentul in care se atinge valoarea prefixata a timerului; valoarea prefixata se specifica printr-o constanta (precedata de litera “K”, valoarea maxima 32767) sau un registru de date (precedat de litera ”D”)

C – contoare – sunt similare cu timerele, doar ca incrementarea nu este controlata de timp ci de impulsuri de semnal

D – registre de date – sunt registre de 16 biti care se folosesc pentru păstrarea unor parametrii sau date de proces; se pot adresa la nivel de bit; de exemplu adresarea bitului 3 din registrul 0 se face astfel: D0.3

K, H, E – constante numerice in zecimal, hexazecimal sau in forma exponentiala

Simbolurile grafice cele mai des folosite sunt sunt indicate în tabelul 1.3.1. de mai jos:

Tabelul 1.3.1.Simboluri utilizate in programarea PLC-urilor

Folosind aceste simboluri de baza se pot forma instructiuni mai complexe gen:

SI logic

SAU logic

Cele două linii implementează următoarele funcții logice:

Y000 = X000 SI X001\ SI X002 și

Y000 = X000 SAU X001\ SAU X002 [sursa]

1.4. Procesoare

In functie de producatorul de PLC-uri sunt mai multe tipuri de procesoare,acestea mai au si denumirea de modul procesor.

Modulul procesor poate fi considerat o unitate centrala de procesare (sau CPU). Contine un microprocesor, o unitate de memorie care poate fi numai citita (ROM), o unitate de memorie cu acces aleator (RAM) si o interfata de I/O (intrare/iesire) (figura 4). Informatia stocata in ROM este permanenta. Este setate o data si apoi nu mai poate fi modificata. Informatia stocata in RAM este temporara. Ea poate fi modificata in orice moment si este pierduta cand modulul procesor pierde alimentarea.

Sistemul de operare al PLC-uli (OS) este stocat in ROM  (OS este un program care serveste aceluias scop  ca si DOS sau Windows intr-un calculator). Programul utilizator poate fi stocat in RAM sau in una din urmatoarele cipuri de memorie nevolatila:

       Memorie programabila care poate fi numai citita (PROM). Poate fi programata doar o data, apoi ea este permanenta.

       Memorie programabila care poate fi cititta si stearsa (EPROM). Poate fi programata de mai multe ori stergand vechiul program cu lumina ultravioleta.

      Memorie programabila care poate fi citita si stearsa electric (EEPROM). Poate fi programata de mai multe ori stergand vechiul program cu un semnal electric.

         Memorie nevolatila cu acces aleatoriu (NVRAM). Poate fi programata de mai multe ori, dar spre deosebire de RAM-ul obisnuit, continutul NVRAM-ului nu se pierde cand memoria nu mai este alimentata.

            Datele folosite de PLC sunt stocate in RAM. Aceste date sunt organizate in sectiuni care depind de natura datelor. Fiecare sectiune este definita de o litera mare care este utilizata ca parte a adresei de locatii in acea sectiune de memorie. Sectiunile de memorie includ, dar nu sunt limitate la acestea, urmatoarele:

Imaginea starii intrarilor (I). Stocheaza starea (1 sau 0) a intrarilor de la intrerupatoare si de la semnalele ON/OFF din proces.

      Imaginea starii iesirilor (O). Stocheaza datele binare (1 sau 0) care vor activa sau dezactiva dispozitivele ON/OFF in proces.

      Starea temporizatorului (T). Stocheaza baza de timp, valoarea prezenta, valoarea acumulata si bitii de stare ai temporizatorului in programul  utlizator.

      Starea numaratorului (C). Stocheaza valoarea pezenta, valoarea acumulata si bitii destare a numaratoarelor din programul utilizator.

      Datele numerice (N). Stocheaza datele utilizate pentru conversiile de numere, etc.

    Functii (F). Stocheaza starea si datele folosite de alte functii in programul utilizator.

Procesorul are doua moduri de functionare, PROGRAM si RUN. In modul  PROGRAM procesorul permite utilizatorului sa faca modificari in program. Procesorul are mai multi indicatori de stare care furnizeaza informatii programatorului sau operatorului. In modul RUN procesorul repeta sub controlul sistemului de operare ciclul urmator de patru secvente:

1. Scanarea intrarii. Procesorul scaneaza intrarile si stocheaza o noua imagine a conditiilor la intrare.

2. Scanarea programului. Procesorul scaneaza programul si obtine o noua imagine a conditiilor de iesire din noua imagine a intrarilor si vechea imagine a iesirilor.

3. Scanarea iesirii. Noua imagine a conditiilor de iesire este transferata dispozitivelor de iesire.

4. Sarcinile de intretinere. Comunicarea si alte sarcini sunt terminate intr-o baza de timp disponibila.

Ciclul poate incepe din nou imediat dupa terminarea sarcinilor de intretinere, sau poate incepe la un interval fixat.[sursa]

Figura 1.4.1. Diagramă Intrari/Ieșiri PLC

CAPITOLUL II

ACȚIONĂRI ELECTROPNEUMATICE

2.1 Avantaje și dezavataje ale comenzilor electropneumatice

Comenzile electrice utilizate in acționările pneumatice si hidraulice au aparut din necesitatea de a minimiza timpul afectat prelucrarii semnalelor de comanda,deci de a scurta ciclurile de functionare a instalațiilor,liniilor de fabricație,etc. cu scopul eficientizării proceselor de producție.

Avantaje:

– Utilizarea comenzilor electrice permite realizarea mai ușoară de instalații funcționând cu în ciclu automat, deci cu productivitate mare.

– Utilizarea semnalelor electrice conferă rapiditate etajului de comandă(Semnalul electric circula mai repede decat cel pneumatic,aparatele electrice comuta mai repede decat cele pneumatice).

– Echipamentele electrice sunt,de multe ori, mai ieftine decat cele pneumatice.

– Semnalul electric nu este sensibil la variații de temperatura și la variații de directie a suportului.

– Cu puteri mici,deci cu consum energetic redus,se comanda puteri mari(în etajul de execuție).

– Gabaritul și flexibilitatea suportului pentru semnalul electric (conductorul) sunt superioare,calitativ vorbind gabaritului si flexibilitații suportului semnalului pneumatic (furtun,teava).

– Instalațiile echipate electropneumatic pot fi programate (comandate) prin intermediul programatoarelor electronice și/sau a calculatoarelor de proces.

Deci,combinarea comenzii electrice cu electronica ofera o mare flexibilitate circuitelor electropneumatice ,permitand modificarea rapida si facila a parametrilor functionali (în spatiu și timp),afișarea si semnalizarea ,precum si interpretarea lor.

De exemplu,prin interpretarea (prelucrarea) unor parametrii funcționali în cadrul unui program special conceput ,in cazul apariției unui defect, poate autodiagnostica defectul,oferind operatorului date precise si sigure privind localizarea defectului (aparatul defect) și, in funcție de complexitatea programului si a instalației, poate oferii informații si despre cauzele defectului.

Dezavantaje:

– Instalațiile echipate electropneumatic depind de doua surse de energie:pneumatica si electrica.

-Sunt necesare instalații suplimentare specifice, scumpe si cu gabarit mare:transformatoare,tablouri electrice,etc.

– Aplicatiile circuitelor electropneumatice sunt limitate datorita pericolului de incendiu,explozie.

– Exista pericol de accidente prin electrocutare.

2.2 Simboluri utilizate în electropneumatică

Limbajul tehnic presupune si utilizarea, de comun acord,conform unor standarde internationale a unor simboluri care sa permita reprezentarea si identificarea usoara a aparatelor si componentelor electrice ,pneumatice,hidraulice,etc. atât singulare cât și înglobate in sisteme.

Simbolurile electrice trebuie sa ofere informații privind:

-funcția (funcțiile) aparatului;

-notarea conexiunilor;

-metodele (tipurile) de acționare;

-nivelurile tensiunii si tipul curentului (AC/DC).

În figurile de mai jos sunt prezentate simbolurile cele mai folosite si utilizate in electropneumatica.

Figura 2.2.1. Intrerupatoare

Figura 2.2.2. Simboluri pentru bobine de relee si actuatoare

Figura 2.2.3. Senzori de proximitate

Figrua 2.2.4. Indicatori audio si vizuali

Figura 2.2.5. Instrumente de masură

Figura 2.2.6. Actuatoare mecanice si electrice

Figura 2.2.7. Alimentare cu energie electrica

Figura 2.2.8. Elemente logice

2.3 Sisteme electropneumatice

Un sistem de comandă,fie electropneumatic,hidraulic,electronic,etc. Poate fi privit ca o înlanțuire a patru secțiuni distinncte ,care asigura curgerea semnalului de la sursa (sursele) de alimentare cu energie pana la elementele de acționare.

Aceste patru nivele alcatuiesc lanțul de comanda.

Curgerea semnalului

Figura 2.3.1. Curgerea semnalului

Schema de mai jos arată principalele elemente ale circuitelor electropneumatice si electro-hidraulice.

specifice nivelelor ce alcătuiesc lanțul de comandă.

În circuitul hidraulic și pneumatic semnalul curge de jos in sus ,deci sursa este plasata in partea de jos a schemei,iar elementul de execuție in partea superioară.

În circuitele electrice curgerea semnalului se produce de sus in jos ,astfel că vom găsi elemente de comandă finală (de execuție) in partea de jos a schemei.

Când se deseneaza un circuit ,simbolurile componentelor sunt în general plasate în corcondanță cu nivelele sistemului,iar acestea corespunzator direcției de transmitere a semnalului.În cazul schemelor complexe ,foarte incărcate,nu este întotdeauna posibilă o asezare clară pe nivele a elementelor în funcție de rolul lor in circuit,de aceea se accepta excepții de la aceasta regulă.De multe ori un distribuitor directional sau un releu pot avea funcție de procesare sau funcție decomandă finală.

La citirea unei scheme ,funcțiile componentelor in sistem pot fi definite in două moduri:

-prin metoda operației :constă in stabilirea functiei pe care o are aparatul respectiv,interpretand schema;

-prin localizarea in sistem :consta in definirea rolului aparatului respectiv in funcție de pozitia (nivelul) ocupat in sistem .Acest procedeu nu este întotdeauna sigur, deoarece nu toti proiectanții de scheme respecta structura pe nivele a schemei.

Figura 2.3.2. Elemente ale circuitelor electro-pneumatice și electro-hidraulice

Un circuit electro-pneumatic,din punct de vedere funcțional se trateaza la nivelul celor două subsisteme ce îl compun:electric și pneumatic.Inevitabil,structura funcțională a instalatiei va fi deschisă prin minim doua tipuri de schemă:electrică si pneumatică.Legătura (interfața) dintre partea electrică și cea pneumatică se face la nivelul convertorilor electropneumatici,pneumo-electrici și al senzorilor.Aceste elemente vor apărea notate (marcate) atât în schema electrică,al senzorilor .Aceste elemente vor apărea notate ,marcate atat in schema electrică cât si în cea pneumatică.În funcție de complexitatea instalației, circuitele pneumatice si electrice pot reprezentate si combinat.

Pornind de la tema de proiectare ,se aplică un algoritm specific de proiectare ce conduce la tipul de comandă optim pentru tema dată.

Din momentul in care s-a ales comanda electropneumatica si tipul acestei comenzi ,cu relee sau automat programabil ,proiectantul are datele necesare pentru abordarea proiectării părții electrice : parametrii energiei electrice de alimentare ,numărul și tipul convertorilor electropneumatici,intercondiționările si defazajele in activarea acestor convertori,condițiile suplimentare impuse de normele de securitate a instalației si de protecție a operatorilor ,etc.

* Se proiectează schema electrică.

*Se întocmește documentația privind intreținerea utilajului:reguli,recomandări,mod de lucru,etc.

*Se intocmește documentația cu privire la parțile componente si datele tehnice ale mașinii.

Documentația care insoțeste un sistem electropneumatic la livrare cuprinde:

-descrierea operațiilor mașinii;

-schema pneumatică

-schema electrica

-tabloul comenziilor electrice

-schema conexiuniilor electrice

-diagrama functionala

-lista componentelor

-lista componentelor (piesele de schimb critice)

-instrucțiuni de lucru

-manual de instalare si intreținere

-documentația pentru activitatea de reparatie.

2.4 Scheme electrice specifice

Scheme electrice specifice pentru circuitele electropneumatice:

Comanda unui cilindru cu simplu efect.

Se poate face direct sau indirect .Criteriile de alegere a comenzii directe sau indirecte sunt:

-forța necesara comutarii distribuitoarelor,care este funcție de diametrul nominal al acestora;

-marimea solenoidului și tensiunea;

-complexitatea circuitului.

Este necesara comanda indirecta in cazul cilindrului cu viteza și / sau diametru mare ;in aceste situații este necesar un debit mare de aer,acesta implică sectiuni de curgere mari,deci distibuitoare cu diametrul nominal Dn mare,adica forta de comutare mare.

Comanda directă (Figura 2.4.1) la activitatea întrerupatorului S1 ,circuitul de alimentare a solenoidului Y1 se inchide,acesta din urma este activat și distribuitorul monostabil 3/2 NÎ comută ,permitand alimentarea cilindrului deci avansul tijei acestuia.

Se poate observa că în momentul eliberarii tastei comutatorului S1 ,circuitul de alimentare a solenoidului se ceschide ,distribuitorul revine in pozitia initială (este monostabil), determinand retragerea tijei cilindrului sub acțiunea arcului de revenire.

Figura 2.4.1

Comanda indirectă (Figura 2.4.2). In acest caz, apăsarea tastei S1 determină activarea releului K1, acesta comută și determină alimentarea solenoidului Y1 al distribuitorului, care comută la rândul său și alimentează cilindrul.

Eliberarea tastei S1 determină dezactivarea releului K1, iar contactul K1 al acestuia deschide circuitul de alimentare al solenoidului, care revine în poziția inițială. Trebuie menționat că în cazul comenzii indirecte timpul scurs între momentul apăsării tastei și până în momentul plecării tijei cilindrului este mai mare.

Figura 2.4.2 Comanda indirecta

Comanda unui cilindru cu dublu efect.

Se poate face ,de asemenea ,direct sau indirect ,iar deosebirea fata de cazul cilindrului cu simplu efect cu revenire cu arc este doar in circuitul pneumatic:in cazul de față schema de comutare a distribuitorului monostabil este 4/2 sau 5/2 . (Figura 2.4.3;Figura 2.4.4) .Se observa ca circuitele electice sunt la fel.

Figura 2.4.3 Distribuitor monostabil 4/2 Figura 2.4.4 Distribuitor monostabil 5/2

Comanda unui cilindru cu simplu efect sau dublu efect.Utilizarea funcției ȘI.

În practică, există numeroase situații când este necesară efectuarea unei comenzi utilizând ambele mâini (în general, dacă avem două semnale de comandă).

Utilizarea acestui tip de comandă este dictat de măsuri de securitate a personalului operator, mai ales în cazul utilajelor de tăiere, presare, poansonare, injectare mase plastice, etc. unde există un real pericol de accidentare sau este o necesitate impusă de funcționarea instalației.

Acest tip de comandă, utilizând funcția ȘI poate fi directă (fig2.4.5) sau indirectă (fig2.4.6) prin releu și se poate aplica cilindrului cu simplu sau dublu efect, în fiecare caz utilizând distribuitorul corespunzător.

Apăsând tasta S1 sau tasta S2 circuitul de alimentare al solenoidului Y1 sau al releului K1 nu se închide, deci instalația nu pornește.

Doar apăsarea ambelor taste permite acționarea circuitului de comandă.

Se poate observa că, în schemele de mai jos, dacă apăsăm, de exemplu, tasta S1 la momentul t0, iar la momentul t1 apăsăm tasta S2 circuitul va fi activat.

Asta înseamnă că nu există o condiționare dependentă de timp a activării funcției ȘI. Acest lucru, în unele situații, permite operatorului să evite utilizarea funcției ȘI, de exemplu prin

blocarea, într-un fel sau altul, a tastei S1 sau a tastei S2 și activarea utilajului apăsând o singură tastă, deci utilizând o singură mână.

În această situație se iau măsuri speciale care să ofere siguranța funcționării modului de comandă ȘI, măsuri ce complică într-o anumită măsură circuitul: de exemplu, dacă între apăsarea tastelor S1 și S2 se scurge un timp mai mare decât timpul stabilit de producătorul utilajului, de exemplu 0,3 sec., utilajul nu pornește.

Comanda unui cilindru cu simplu efect sau dublu efect .Utilizarea funcției SAU

De multe ori este necesar sa comandăm o instalație din două puncte diferite :În cazul unui utilaj de gabarit mare , sau în cazul în care comanda aflată pe utilaj trebuie dublată cu o comandă aflată într-un panou central, aflat mai departe de utilaj.

Comanda se poate aplica oricărui tip de cilindru, direct (Figura2.4.6) sau indirect (Figura2.4.7).

Se observă că, apăsând tasta S1 sau tasta S2, circuitul de alimentare a solenoidului Y1 (în cazul comenzii directe) sau circuitul de alimentare a releului (comanda indirectă) se închide și instalația este activată.

Comanda unui cilindru cu simplu efect sau dublu efect utilizand circuite cu automenținere avand dominanta “OFF” (de oprire).

Apăsând tasta S1 (Figura 2.4.9) circuitul de alimentare al releului K1 se închide prin calea de curent 1, acesta este alimentat și comută. Aceasta determină închiderea întrerupătoarelor K1 aflate în liniile de curent 2 și 3.

După apăsare, tasta S1 poate fi eliberată imediat,pentru că alimentarea releului se face prin calea de curent paralelă 2, a cărei închidere o comandă chiar releul. Deci releul își păstrează starea de activare prin automenținere.

Închiderea întrerupătorului K1 din linia de curent 3 determină alimentarea solenoidului Y1, care comută distribuitorul.

Apăsând tasta întrerupătorului S2, aflat în aval de conexiunea între liniile de curent 1 și 2, alimentarea releului K1 este întreruptă , indiferent de starea întrerupătorului S1 (chiar dacă acesta este activat). În acest caz spunem că circuitul este caracterizat de prezența dominantei “OFF”.

Comanda unui cilindru cu simplu efect sau dublu efect utilizând circuite cu automenținere avand dominanta “ON” (pornire).

Diferența între acest circuit și cel anterior constă doar în poziția diferită a întrerupătorului de oprire normal închis S2.

În circuitul din Figura 2.4.10, S2 este plasat pe linia de curent 2, deci în aval de conexiunea liniilor de curent 1 și 2.

Se observă că, dacă S, rămâne activat, acționarea tastei S2 nu are nici un efect, instalația rămânând în funcțiune. Acest circuit este caracterizat de existența dominantei “ON”.

Comanda unui cilindru cu dublu effect.Revenirea automată cu ajutorul limitatorului de cursă electric.

În cele mai multe aplicații este necesară semnalizarea prezenței tijei cilindrului la capăt de cursă. Utilizând un element care semnalizează poziția tijei (sau a pistonului), putem stabili teoretic, lungimea cursei cilindrului în plaja 0 cursa maximă posibilă, poziționând corespunzător respectivul element de semnalizare.

În circuitele din Figura 2.4.11 și Figura 2.4.12, se utilizează un întrerupător acționat mecanic de o camă plasată pe tija cilindrului sau pe elementul mobil acționat de acesta.

Comanda directă (Figura2.4.11): Apăsând tasta S1, solenoidul Y1 este activat și comută distribuitorul bistabil 4/2 (sau 5/2). Când ajunge la capăt de cursă, tija cilindrului activează limitatorul S2, care închide calea de curent 2 și activează solenoidul Y2, ce determină comutarea distribuitorului în poziția inițială, deci retragerea cilindrului.

Observații: Dacă tasta S1 nu este eliberată când cilindrul a ajuns la capăt de cursă, solenoizii Y1 și Y2 vor fi sub tensiune în același timp, deci se produce o suprapunere de semnale, iar distribuitorul nu va comuta decât în momentul în care eliberăm tasta S1.

Comanda indirectă (Figura 2.4.12) nu elimină neajunsul semnalat mai sus. Comanda solenoizilor Y1 și Y2 se face prin intermediul contactelor relee-lor K1 și K2.

Figura 2.4.12 Comanda indirectă cu revenire automată

Comanda indirecta a unui cilindru cu dublu efect.Reglarea timpului de staționare a tijei cilindrului la capăt de cursă cu ajutorul temporizatorului electric

Apăsând tasta S1, releul K1 este activat și comandă (calea de curent 3) solenoidul Y1 (Figura2.4.13).

Când tija cilindrului ajunge la capăt de cursă, este activat limitatorul S2, care închide calea de curent 2. Releul de timp K2 este alimentat și intră în funcțiune.

După un anumit timp, stabilit prin reglarea preala-bilă a temporizatorului, con-tactul său K2 aflat pe calea de curent 4 se închide și activează solenoidul Y2, determinând comutarea dis-tribuitorului, deci revenirea tijei cilindrului în poziția inițială de start.

Comanada indirecta a unui cilindru cu dublu efect.Sesizarea capătului de cursă cu ajutorul presostatului

Sesizarea capătului de cursă a cilindrului este una din funcțiile pe care un releu de presiune le poate îndeplini într-un circuit electropneumatic sau electrohidraulic.

Apăsând tasta S1 în circuitul din fig2.4.14, releul K1 este alimentat. Se produce activarea automenținerii releului K1, prin calea de curent 2 și comutarea distribuitorului monostabil comandat de solenoidul Y1, acum alimentat. Oprirea tijei cilindrului la capăt de cursă determină stabi-lizarea (creșterea) presiunii în racordul de alimentare a cilindrului la nivelul presiunii din sistem și comutarea presostatului, reglat corespunzător. Circuitul de alimentare a releului (calea 1) este întrerupt, releul este dezactivat și contactele K1 se deschid. Distribuitorul revine în poziția inițială, determinând revenirea tijei cilindrului în poziția inițială.

Se observă că dominanta acestui circuit este “OFF”.

Datorită acestui fapt, chiar dacă tasta S1 este apăsată când tija ajunge la capăt de cursă, aceasta revine în poziția inițială.

Schemele electrice prezentate sunt câteva dintre circuitele de bază întâlnite în acționările pneumatice care, dezvoltate și interconectate dau ca rezultat circuite electrice de orice complexitate, apte să comande instalații pneumatice sau hidraulice dintre cele mai diverse.

2.5 Conexiuni electrice

3.2 Senzori inductivi

În centrul unui senzor de proximitate inductivi ("Prox" "Senzor" sau "senzor Prox" pentru scurt) este un oscilator electronic constând dintr-o bobină de inducție a făcut numeroase spire de sârmă de cupru foarte fin, un condensator pentru stocarea sarcina electrica, si o sursă de energie pentru a oferi excitație electrică.Dimensiunea bobinei de inducție și condensator sunt adaptate pentru a produce o oscilație undă sinusoidală de autosusținere la o frecvență fixă. Bobina și actul condensator ca două arcuri electrice cu o greutate atârna între ele, împingând în mod constant electronii înainte și înapoi între ele. Energie electrică este introdus în circuitul pentru a iniția și susține oscilația. Fără susținerea energiei, oscilația ar prăbuși din cauza pierderilor de putere mică de rezistența electrică a firului subțire de cupru din bobina si alte pierderi parazite.

Atunci când o bucată de metal bun conducător intră zona definită de granițele câmpului electromagnetic, o parte din energia de oscilație este transferată în metalul țintă. Aceasta energie transferat apare ca mici care circulă curenți electrici numite curenți turbionari. Acesta este motivul pentru PROXES inductive sunt uneori numite senzori cu curenți turbionari.

Curgerea curenților turbionari întâmpina rezistență electrică care încearcă să circule. Acest lucru creează o cantitate mica de pierdere a puterii în formă de căldură (la fel ca un mic încălzitor electric). Pierderea de putere nu este înlocuită în totalitate de sursă de energie internă a senzorului, astfel amplitudinea (nivelul sau intensitatea) de oscilație a senzorului scade. În cele din urmă, oscilația diminuează la punctul în care un alt circuit intern numit Trigger Schmitt detectează că nivelul a scăzut sub un prag prestabilit. Pragul Basic_Oper_Inductive_SensorThis este nivelul la care prezența unei ținte de metal este confirmă definitiv. La detectarea tinta de Trigger Schmitt, ieșire a senzorului este pornit.

Scurt animație la dreapta arată efectul unei ținte de metal pe câmp magnetic oscilant senzorului. Când vedeți cablul iese din senzorului devin roșii, înseamnă că a fost detectată de metal și senzorul a fost pornit. În cazul în care obiectivul dispare, puteți vedea că oscilația revine la nivelul său maxim și de ieșire a senzorului este pornit înapoi.

PARAGRAFELE ASTEA IS LUATE DE AICI>

https://sensortech.wordpress.com/2014/03/05/basic-operating-principle-of-an-inductive-proximity-sensor/

CE URMEAZA E LUAT DIN PDf CU NUMELE SENSORS>

http://een.iust.ac.ir/profs/Esmaeilzadeh/Instrumentation/sensors.pdf

Trei fire, senzor de proximitate DC poate fi PNP (de aprovizionare) sau
NPN (scufundarea). Aceasta se referă la tipul de tranzistor utilizate în
ieșire de comutare de tranzistor. Urmatorul desen ilustrează stadiul de ieșire a unui PNP
senzor. Sarcina este conectat între ieșirea (A) și partea negativă a sursei de alimentare (L-). Un tranzistor PNP comută sarcina de a partea pozitivă a sursei de alimentare (L +). Atunci când tranzistorul se aprinde, o cale complet de curent există flux de L- prin sarcină la L +. Acest lucru este mentionat pentru aprovizionare ca actuala, deoarece în această configurație convențională curent este (+ la -) surselor de aprovizionare a sarcinii. Această terminologie este adesea confuz pentru noi utilizatori de senzori de la fluxul de curent de electroni (- la +) este de la sarcina în senzor când tranzistor PNP se aprinde.

Urmatorul desen ilustrează ieșirea unui senzor NPN. Sarcina este conectată între ieșirea (A) și pozitive parte a sursei de alimentare (L +). Un tranzistor NPN comută
încărcați la partea negativă a sursei de alimentare (L-). Acest lucru este, de asemenea,
menționate scufundarea ca curent de la direcția de convențional curent este în senzorul atunci când tranzistorul se aprinde. Din nou, fluxul de curent de electroni este în direcția opusă.

In some applications it may be desirable to use more than one sensor to control a process. Sensors can be connected in series or in parallel. When sensors are connected in series all the sensors must be on to turn on the output. When sensors are connected in parallel either sensor will turn the output on. There are some limitations that must be considered when connecting sensors in series. In particular, the required supply voltage increases with the number of devices placed in series.

Miezul de ferită concentrează domeniul radiată în direcția de utilizare. Un senzor de proximitate ecranat are un inel de metal plasate în jurul miezului de a restricționa radiația laterală a terenului. Senzori de proximitate ecranate pot fi încastrat în metal. A Se recomandă spațiu metal liber deasupra și în jurul suprafata de detectare senzor de. Consultați catalogul senzor pentru acest caietul de sarcini. Dacă există o suprafață metalică opusă proximitatea Senzorul trebuie să fie de cel puțin trei ori detectare nominală distanța dintre senzorul de detectare suprafață.

Un senzor de proximitate neprotejată nu are un inel metalic din jurul miezului să restricționeze radiații laterală câmpului. Senzori neecranate nu poate fi încastrat în metal. Acolo trebuie să fie o zonă în jurul suprafeței de detectare, care este liber de metal. O zonă de cel puțin trei ori diametrul detectare Suprafața trebuie să fie eliminate în jurul suprafeței de detectare a senzor. În plus, senzorul trebuie montat astfel încât suprafață metalică a zonei de montaj este de cel puțin două ori pe distanta de detectare de la fața detectare. Dacă există un metal vizavi de suprafață a Senzor de proximitate trebuie să fie de cel puțin de trei ori distanța de detectare nominală a senzorului de la suprafață de detectare.

3.4 Senzori capacitivi

Senzori de proximitate capacitivi sunt similare cu proximitate inductive senzori. Principala diferență dintre cele două tipuri este că senzori de proximitate capacitivi produce un câmp electrostatic în loc de un câmp electromagnetic. proximitate capacitiv întrerupătoare va simți de metal, precum și materiale nemetalice astfel ca de hârtie, sticlă, lichide, și pânză.

Suprafața detectare a unui senzor capacitiv este formată prin două electrozi metalici în formă concentric unui derulată condensator. Când un obiect se apropie suprafata de detectare a intra câmpul electrostatic de electrozi și modificările de capacitate într-un circuit oscilator. Ca urmare, oscilatorul începe oscilante. Circuitul de declanșare citește oscilator anii
amplitudine și atunci când ajunge la un anumit nivel de stat de ieșire modificărilor senzori. Ca țintă se îndepărtează de senzor amplitudine scade oscilatorul, a comutarea senzor de ieșire din spate la starea inițială.

Obiective standard sunt specificate pentru fiecare senzor capacitiv. Dielectrică țintă standardul Constant este de obicei definit ca metal și / sau apă. Senzori capacitivi depind de constanta dielectrică a țintă.Mai mare numărul dielectric unui material mai ușor este de a detecta.Graficul următor arată relația dintre constantă dielectrică a unui obiectiv și capacitatea senzorului de a detecta materialul pe baza distanței de detecție nominală (Sr).

O aplicație de senzori de proximitate capacitivi este de detectare a nivelului printr-o barieră. De exemplu, apa are un dielectric mult mai mare decât plasticul. Aceasta dă posibilitatea de a senzorului "vedea prin" plastic și a detecta apa.

3.3 Senzori de presiune

DOCUMENTATIE DIN GERMANA in PDF

http://www.emk.tu-darmstadt.de/fileadmin/groups/2/Dokumente/Anleitung_Druckmessung.pdf

Un senzor de presiune este parte a grupului de dispozitive de măsurare a presiunii, care transformă primul element al unui lanț măsurarea presiunii variabile de ordin fizic (= forța pe unitatea de suprafață) în putere electrică ca o măsură a presiunii. Unitatea SI de presiune este Pascal cu simbolul unității Pa. Conform DIN 1301 și bar, unitate marchează, a recunoscut. Senzori de presiune sunt disponibile pentru a măsura presiunea de echilibru, o diferență de presiune sau fluctuațiile de presiune la SPL.

Există o varietate de diferite senzori de presiune disponibile pe piață, așa .:

Senzori de presiune pasive

Senzori de presiune relativă

Senzori de presiune absolută

Senzori de presiune diferențială.

Producătorilor, în special în lumea vorbitoare de limba engleză, senzori de presiune absolută sunt desemnate ca "absolut" sau "un". Senzorii de presiune care sunt destinate pentru măsurarea presiunii în raport cu presiunea atmosferică sunt denumite în continuare "gabarit" sau "g". Aici se diferențiază în continuare între atmosferă prins (și deci sigilate structural), de exemplu, 1013 mbar (manometru sigilat), și o dimensiune relativ la presiunea curentă reală existentă atmosferic. În urmă senzorii de presiune atmosferica camera este, de obicei legat printr-o gaura mica, cu presiunea atmosferică. Presiunile poate fi măsurată în ambianța de gaz și lichid și în stare solidă ca o componentă forță transmisie.

Ca materiale de senzori de siliciu, se folosesc din cuarț sau metale. Cu ajutorul tehnologiilor semiconductoare, acum este, de asemenea, posibil să se aplice filme subtiri piezoelectrice cu privire la organismele de măsurare directă. Acest lucru este cel mai frecvent oxid de zinc (ZnO) sau nitrura de aluminiu (AIN). Senzori de presiune monolitice constau dintr-un material cum ar fi cuart. parțial GAGES tulpina sunt utilizate în plus față de un material elastic bază în plus.

Acesta conține o diafragmă cu rezistențe electrice aplicate, și este produsă în principal ca un senzor de presiune de siliciu. Aproximativ o deformare este dependentă de presiune membranei și difuzat rezistențe dependente de deformare în formarea unei tensiuni electrice. Acești senzori de presiune sunt ieftine si au o sensibilitate relativ ridicată. În timp ce arată materialele utilizate pentru măsurarea presiunii de dependență de temperatură puternic, dar din moment ce acestea afectează șansele sunt aceleași, aceasta poate fi dezactivat printr-un circuit electric care formează o diferență.

Senzor de presiune piezoelectric Într-un senzor piezoelectric, o tensiune electrică este generată într-un cristal prin comprimat prin separare taxă. Aceasta se numește efect piezoelectric. Muta de presiunea din interiorul ioni de cristal, formând astfel sarcina electrica pe suprafata este proporțională cu forța. Taxa este convertit printr-un amplificator de încărcare într-o tensiune electrică proporțională. Măsurarea directă a tensiunii nu este posibil, deoarece taxa mica generat trebuie să fie foarte bine izolat și nu trebuie să experimenteze orice schimbare capacitate electrică. Orice presiune adecvat poate de conducție (scurt-circuit) sunt taxei stabilit ca punct de amplificator taxa zero; fi schimbări de presiune direct măsurabile.

Senzorii piezoelectrici măsoară în general numai forțe. Dacă senzorul este utilizat în măsurarea presiunii trebuie să fie transformată printr-o membrană, presiunea este proporțională cu doar o forță.

Avantajele de senzori piezoelectrici: insensibil la temperaturi ridicate nici sursă de alimentare externă necesară sensibilitate ridicată mecanic foarte rigid, care rezultă în doar ușor la oscilații naturale sau Nachschwingeffekten potrivit pentru fluctuații de presiune la o înaltă frecvență de> 100 kHz.

Dezavantajele senzori piezoelectrici: Nu utilizabile fără amplificator taxă nu este utilizat pentru măsurători statice, cum ar fi nivelul apei sau de presiune a aerului, deoarece chiar și la cel mai înalt izolația posibil de fapt o taxa de constantă pe fluxuri de ore.

Senzori de presiune sunt sensibile la supraîncărcarea. Dacă domeniul de măsurare este depășit, senzorul poate fi ușor deteriorate dincolo de reparații, în funcție de tehnologia folosită. Pentru măsurători precise de asemenea poziția de instalare corectă a senzorului trebuie să fie luate în considerare. Pentru senzori care măsoară lichide, trebuie să se asigure că linia senzorului este ventilat. De multe ori, o separare a (agresiv) mediul de senzorul de presiune efectivă este necesar pentru a proteja senzorii de presiune chimic sensibile la coroziune sau contaminare.

SENZORI DE PRESIUNE REZITIVI

Cu senzori de presiune rezistive de măsurare a presiunii ajunge la un organism de pe teren presiune aplicată deformează. Cauzate de măsurand mecanică Deformare produce o schimbare în starea de stres și tulpina. Prin rezistențe electrice pe suprafața corpului deformabil, tulpina din o schimbare in rezistenta? Ri convertit. Această schimbare poate fi atunci un Punte Wheatstone, urmată de amplificatoare evalua. Fig. 3 prezintă o dispunere a
Măsurarea rezistențe pe o farfurie de siliciu. În plus, interconectarea lor la Wheatstone
Podul prezentat schematic.

Există două mecanisme diferite care o schimbare de rezistențe de măsurare
cauza:

tulpina mecanică determină o schimbare în geometria rezistenței
(? Efect schimba forma)

cu rezistențe de lucru piezorezistiv este o schimbare în specificul
Rezistență ρ provocat.
Ambele mecanisme funcționează simultan, dar domină în benzi de măsurare de expansiune de metal
și structuri de film subțire efectul schimbărilor formei în siliciu și rezistențe planare
Structurile de film groase de efectul piezorezistiv.

In general situat pe corpul deformare patru rezistențe la locurile mare alungire / comprimare. Rezistențe sunt perechi opuse conectat, astfel că, în punte Wheatstone opus pe diagonală rezistențe aceeași schimbare de direcție. Valorile lor sunt de obicei în intervalul de la 120Ω La 5 kΩ cu modificările rezistență de 10-3Ω (DMS) și 5 x 10-2Ω (piezorezistiv). Într-o altă variantă de realizare, rezistențe de măsurare reprezintă o undă de îndoire (de exemplu Silicon sau metal) este dispus care este deviat printr-o diafragmă de măsurare.

3.5 Senzori optici

Un senzor optic este un alt tip de pozitie detectare dispozitiv. Senzori optici, similare cu cele prezentate mai jos, utiliza un fascicul de lumină modulate, care este fie rupt sau reflectate de ținta.

Controlul constă dintr-un emițător (sursă de lumină), un receptor de detecta lumina emisă și electronice asociate, care evalua și amplifica semnalul detectat cauzarea ieșire fotoelectric de a comuta de a schimba starea. Suntem cu toții familiari cu aplicarea simplă a unui senzor optic plasat într intrarea unui magazin pentru a alerta prezența unui client. Acest lucru, Desigur, este doar o posibilă aplicație.

Lumină modulată mărește gama de detectare în timp ce reducerea efect de lumină ambientală. Lumină modulată este impulsuri la o anumită frecvență între 5 și 30 KHz. Senzorul fotoelectric este capabil să distingă lumina modulate de lumină ambientală. Lumina Surse utilizate de acești senzori gama in spectrul luminii verde vizibil infraroșu invizibil. Diodice de lumina (LED) Surse sunt de obicei utilizate.

Este posibil ca două dispozitive fotoelectrice care funcționează în strânsă proximitate unul cu celălalt poate provoca interferențe. Problema pot fi rectificate cu alinierea sau capace. Următoarele distanțele dintre senzori sunt oferite ca un punct de plecare. În unele cazuri, poate fi necesară creșterea distanței între senzori.

Multe medii, în special aplicații industriale, includ praf, murdărie, fum, umiditate, sau alți contaminanți din aer. A Senzorul funcționează într-un mediu care conține aceste
contaminanți cere mai multă lumină pentru a funcționa corect. Sunt șase grade de contaminare:

1. Clean Air (stare Ideal, climat controlat sau steril)

2. Contaminarea ușoară (Indoor, zone neindustriale, birou clădiri)

3. Low Contaminarea (Warehouse, industria ușoară, materiale operațiuni de manipulare)

4. moderate contaminării (operațiuni de frezat, de înaltă umiditate, aburi)

5. ridicat de contaminare (particule grele aer încărcat, extreme spălare medii, elevatoare de cereale)

6. Extreme / Contaminarea severă (pubele cărbune, reziduuri de la obiectiv)

Excesul de câștig reprezintă cantitatea de lumină emisă de transmițător în exces față de cantitatea necesară pentru a opera receptor.

În medii curate un câștig exces egală sau mai mare de 1 este de obicei suficient pentru a opera anilor senzori receptor. Dacă, de exemplu, un mediu a conținut suficient contaminanți din aer pentru a absorbi 50% din lumina emisă de transmițătorul, ar fi necesar un câștig minim mai mare de 2 pentru a opera receptorul senzorului. Excesul de câștig este reprezentată pe o diagramă logaritmică. Exemplul prezentat mai jos este un grafic câștig în exces pentru o prin fascicul M12 senzor. Dacă distanța de detectare necesară este 1 m există o câștig mai mare de 30 Acest lucru înseamnă că este mai multă lumină de 30 de ori decât necesară în aer curat lovirea receptorul. Exces câștig scade ca creste distanta de detectare. Țineți minte că de detectare distanță pentru senzori thru-fascicul este de la emițător la receptor și distanța de detectare pentru senzori reflectorizante este din transmițătorul la țintă.

Diferite simboluri sunt utilizate în catalogul senzorului (SFPC-08000) pentru a ajuta la identificarea tipului de senzor optic. unele simboluri sunt utilizate pentru a indica tehnica scanarea unui senzor, cum ar fi difuză, reflexie, sau prin fascicul. Alte simboluri identifică un anumit caracteristică a senzorului, cum ar fi fibra de-optice, slot pentru, sau senzor de culoare.

Sunt necesare unități de emisie și recepție separate pentru un fascicul prin senzor. Unitățile sunt aliniate într-un mod care mai mare posibil cantitatea de lumina în impulsuri de transmițător atinge receptor. Un obiect (țintă) plasat în calea fasciculului de lumină blochează lumina pentru a receptor, provocând ieșirea receptorului de schimba starea. În cazul în care nu mai blochează țintă direcția luminii ieșire receptorului revine la starea sa normală.
Thru-fascicul este potrivit pentru detectarea opace sau reflectorizant obiecte. Nu poate fi utilizat pentru detectarea obiectelor transparente. În plus, vibrație poate provoca probleme de aliniere. Ridicat câștig exces de senzori thru-beam le face potrivite pentru medii cu contaminanți din aer.maximă Gama de detectare este de 300 de picioare.

Reflectorizante și scanare reflexie sunt două nume pentru același
tehnica. Emițătorul și receptorul sunt într-o unitate. lumina de la emițătorul este transmis în linie dreaptă la un reflector și revine la receptor. O normală sau un reflector colț de cub pot fi folosit. Când blochează o tinta calea luminii de ieșire a senzor schimbă starea. Când țintă blocuri de mai direcția luminii revine senzor la starea sa normală.maximă Gama de detectare este de 35 de picioare.

O variantă a scanare retroreflectant este de reflexie polarizată scanare. Filtre de polarizare sunt plasate în partea din față a emițător și Lentile receptor. Filtrul polarizator proiecte fascicul emițător de într-un singur plan numai. Această lumină este declarat a fi polarizat.

Un colț-cub reflector trebuie să fie utilizate pentru a roti lumina reflectată înapoi la
receptor. Filtrul polarizator pe receptor permite luminii rotit să treacă prin la receptor. Comparativ cu retroreflectant scanare, scanare de reflexie polarizat funcționează bine atunci când încearcă să detectarea obiectelor strălucitoare.

Există două moduri de operare: opera închis (DO) și lumină opera (LO). Întuneric opera este un mod de operare în care sarcina este alimentat atunci când lumina de la emițător este absent de la receptor.

Lumina opera este un mod de operare în care sarcina este energizat atunci când lumina de la emițătorul ajunge la receptor.