سنسورهای مجاورتی چیست و چگونه سیم بندی می شود؟
سنسورهای مجاورتی را می توان پر کاربرد ترین سنسور صنعتی دانست.در این مقاله انواع،روش استفاده،سیم بندی آن با PLC و کاربرد هر یک را بررسی خواهیم کرد.
فرا خواهی گرفت که:
۱- شناخت خوبی در مورد این سنسورها و انواع آنها پیدا خواهیم کرد.
۲- روش استفاده و سیم بندی آن با PLC را خواهیم دید.
۳- کاربرد این سسنورها را خواهیم دید.
مجاورتی یعنی:
به این سسنورها مجاورتی یا Proximity می گویند زیرا بدون تماس با فرایند مورد نظر آن را تشخیص و به تجهیزاتی مثل PLC اعلام وضعیت می کنند.یکی از دلایل اصلی برای پر کاربرد بودن این سنسورها ، همین مجاورتی بودن آنها است.
مثلا در شکل زیر بدون تماس با پاکتهای شیر، پر بودن یا خالی بودن آنا را تشخیص داده و پاکتهای خالی و یا نیمه پر را از خط خارج می کند
انواع سسنور مجاورتی یا Proximity از نظر نوع عملکرد:
نکته: در مورد ساختار داخلی این نوع سنسورها مطلبی ارائه نمی شود زیرا دانستن ساختار داخلی سنسور در عمل نیازی نیست
انواع سنسور مجاورتی از نظر نوع عملکرد و کاربرد عبارتند از:
۱- سنسور نوع خازنی
Capacitive Proximity Sensors
2- سنسور نوع القایی
inductive Proximity Sensors
3- سنسور نوع اولتراسونیک
Ultrasonic Proximity Sensors
4- سنسور نوع نوری
Photoelectric Proximity Sensors
البته انواع دیگری از این سنسورها در صنعت موجود است ولی بیشتر این مدلها کاربرد دارند.
نوع خازنی:
در نوع خازنی ساختار به گونه ای است که سنسور هم فلزات و هم عایق ها را تشخیص می دهد.
در این نوع سنسور می توانیم مثلا پر بودن یا خالی بودن یک بطری شیر یا هر مایع دیگر را در خطوط تولید تشخیص دهیم.همان مثال پاکتهای شری نمونه ای از کاربرد سنسور خازنی است
شکل روبرو نمونه این سنسور خازنی را نشان می دهد.
نوع القایی:
ساختار این سنسور به این صورت است که فلزات را می تواند تشخیص دهد.بر این اساس کار می کند که یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد کرده و زمانی که فلزی به این میدان نزدیک شود بر روی این میدان تاثیر خواهد گذاشت.با مدارهای آشکار ساز این تاثیر ثبت می شود
مثلا در این نوع سنسور می توانیم سالم بودن یا شکسته شدن سر یک مته را تشخیص دهیم.
شکل روبرو نمونه ای از این نوع سنسور را نشان می دهد.
نوع اولتراسونیک:
سنسور اولتراسونیک بر اساس ارسال و دریافت امواج مافوق صورت کار می کند.امواجی با فرکانس چند مگا هرتز تا چند صد مگا هرتز.
معمولا از این سنسور برای تشخیص عمق یک مایع، یا ارتفاع یک مایع در یک مخزن استفاده می شود
نمونه ای از این سنسور مافوق صورت در شکل روبرو آورده شده است.
همچنین این سنسور به صورت کیتهای
اماده به صورت شکل زیر در بازار الکترونیک موجود است
نوع نوری:
این سنسور بر اساس ارسال و دریافت یک بیم الکترونیکی کار می کند.یک سیگنال مادون قرمز ارسال و سپس دریافت میشود.از این سنسور جهت شمارش در خطوط تولید یا تشخیص وجود یا عدم وجود یک قطعه در خط تولید استفاده می شود.
مثلا در شکل زیر یک فرستنده فتو الکترونیک داریم و یک رفلکتور( بازتاب دهنده) که اگر قطعه ای از بین این دو تجهیز عبور کند یک پالس خروجی بر روی سنسور خواهیم داشت.
سنسورهای مجاورتی چند سیم خروجی دارند؟
سنسورهای مجاورتی اغلب موارد در سه نوع ۲ سیم ، سه سیم و چنج سیم ساخته میشوند که پر کاربردترین آن در اتوماسیون صنعتی نوع ۳ سیم است.
در حال دو سیم به صورت شکل روبرو سیم بندی خواهد شد.بار می تواند مثلا a1 و a2 یک کنتاکتور باشد.
در همین حالت دو سیم در دو نوع کنتاکت حالت عادی باز یا NO و کنتاکت حالت عادی بسته یعنی NC است.
در حالت ۳ سیم چهار نوع سنسور خواهیم داشت:
pnp حالت no ( حالت عادی باز)
pnp حالت nc ( حالت عادی بسته)
npn حالت no
npn حالت nc
حالت عادی باز یعنی اینکه: زمانی که سنسور را به ولتاژ متصل می کنیم هیچ ولتاژی به PLC ارسال نمی کند و فقط زمانی ولتاژ ارسال می کند که سنسور یک تشخیص وجود قطعه را انجام دهد.
حالت عادی بسته بر عکس مورد بالا است.
pnp و npn یعنی چی؟
حتما ترانزیستورهای pnp و npn را می شناسید.
در واقع در ساختار داخلی این سنسورها و در قسمت اتصالات خروجیشان از این نوع ساختار ترانزیستوری استفاده می شود.
اما تفاوت در اتصال این دو نوع سنسور به تجهیزاتی وجود دارد.
شکل های زیر را ببینید.
در سنسور نوع مثبت یا pnp سیم مشترک به ولتاژ مثبت متصل می شود ولی در سنسور npn سیم مشترک منفی یا صفر ولت است.
یک نکته همینجا عنوان کنیم که این سه رنگ سیم که خروجی سنسور است، یعنی قهوه ای،آبی و مشکی
در اکثر برندهای تولید کننده سسنورها به همین رنگ هستند.
کلا سیم مشکی خروجی سسنور برای تجهیزات ما بوده و سیم قهوه ای مثبت و سیم ابی منفی است.
تشخیص نوع سنسور از روی پلاک مشخصات:
جدول زیر را ببینید.از روی نوشته های درج شده بر روی یک سنسور مجاورتی می توان نوع و مشخصات دیگر ان را تعیین کرد.
چگونه ماژولهای plc را به سنسور مجاورتی متصل کنیم؟
در این قسمت به طور مثال اتصال سنسور مجاورتی به ماژول سیگنال sm321 از زیمنس را خدمتتان نشان می دهیم.
می دانیم که این ماژول یکی از معروفترین ماژولهای سیگنال در سری های ۳۰۰ شرکت زیمنس است.
شکل بالا اتصال یک سنسور دو سیم را به این ماژول سیگنال نمایش می دهد.
ترمینالهای a تا h همان ترمینالهای front connctor هستند.
+۲۴ ولت به پایه ۱ متصل می شود
و -۲۴ به پایه ۲۰
پایه های ۱۰ و ۱۱ هم مثبت خواهند بود
سیم سفید از سنسور وارد پایه ۲ ماژول می شود که اولین ورودی ماژول است
مثلا در برنامه نویسی آدرسش می شود I0.0
و سیم مشکی هم به پایه ۱۰ که مثبت است متصل شده
اما شکل بالا یک سنسور PNP است.در اتصالات مشخص است که سیم قهوه ای طبق توضیحاتی که بالاتر گفتیم به مثبت متصل شده است.
فیلمی از کاربرد سنسور خازنی
نکته: پشت سنسور پیچی در نظر گرفته شده که حساسیت عملکرد سنسور را مشخص می کند.
پر کاربردی ترین نوع سنسور کدام است؟
سنسورهای مجاورتی خازنی و القایی
سنسور نوری کمتر از دو مورد بالا استفاده می شود و دلیلش این است که آلودگی های صنعتی بر روی کار کرد آن تاثیر دارد
یکی از معروفترین برندهای تولید کننده سنسور ؟
یکی از برندهای معروف تولید کننده سنسورهای مجاورتی،آتونیکس است
