离散传感器101：传感器类型和最佳实践

离散或数字传感在自动化中无处不在。它已被使用自继电器逻辑日以来，在可编程逻辑控制器（PLC）之前，即使存在，它今天的使用继续简化PLC中的逻辑。分立传感器发送开/关（是/否）信号，通常允许PLC忽略模拟阈值，死区，检测速度和其他复杂性。

该信号可能意味着“我看到零件，”机器空气压力高于80psi，“致动器已经达到了位置，在温度下加热器”或多个其他情况。强大的机器功能高度依赖于正确的方式使用右传感器。这些条件中的每一个可能使用不同类型的传感器。

自动化中常见的传感器类型

以下是用于自动化的许多常见类型的传感器。

限位开关

LIMIT开关今天仍在使用中，当它与零件接触时，可以打开或关闭机械开关。它们可以以各种形状和尺寸的尺寸找到，并提供像冗余触点等选项。尽管他们简单和可用性，但许多应用已经过渡到非接触式固态传感器，以实现它们的灵活性和长寿命。它对限制开关需要接触的不便，这也可能是一个不便。

簧片开关

簧片开关主要用于气动系统，它有一个由磁铁打开/关闭的机械开关。它们通常安装在活塞内有磁铁的气缸上。请注意，感知气缸位置并不总是最佳做法。例如，当一个气缸驱动一个联动装置，该联动装置驱动一个板，该板将一个零件推到位。如果销从连杆中拔出怎么办？如果悬挂机构在运动中有一些“斜坡”或齿隙，该怎么办？最好是感应接触零件的板，而不是感应气缸的位置。因为这些都是机械装置，所以存在与限位开关相同的寿命问题。有固态版本的气缸开关可以替代使用。

接近开关

接近开关是另一种常见的传感器，通常以感应原理工作，这需要金属——最好含有铁——才能工作。有色金属如铝和铜也可以使用，但这些金属不能像铁那样被检测出来。在这种情况下，会有一个更短的传感范围，并需要一个更大的目标来感知(有时到一点，它不是很有用)。在这种情况下有两种方法来改进检测:

1. 在有色金属靶中放置一个钢螺钉，以便prox看到。
2. 使用“远程”或“非屏蔽”prox。这两个名称表示更敏感的prox，因为它在传感器尖端的金属覆盖物较少。

其他种类的传感器根据非感应原理（电容和超声波）工作，可以感应非金属部件。然而，这是非常不寻常的，当接近开关出现在对话中，它通常被认为是感应的。

光电或照片眼睛传感器

光电眼（PE）传感器有一个光“发射器”和“接收器”。有时它们在同一个封装中，有时它们是分开的。这些通常是跟踪系统中部件的廉价方法。有时光线通过光纤线路引导，有时直接从发射器/接收器使用。可以通过将光反射回接收器（反射应用）或阻止光束到达接收器（穿透光束应用）来检测零件[分目]

选择一种传感器

在购买传感器时，有很多选择。一旦传感器被选择为机械的并且是一般类型的，在选择过程中还需要考虑其他因素：

• PNP与NPN：这是所有固态设备必须的选项。它描述了电流的方向。PNP在美国很常见，但如果有其他来源的设备，了解PLC输入的期望是很重要的。如果PLC手册显示“下沉输入”，则为PNP;如果上面写着“来源输入”，那就是NPN。一些输入模块可以配置为任意一种。在这种情况下，看看连接到“公共”终端的是什么。如果公共端为0v dc，则为PNP;24 V dc是NPN。
• 2线与3线：这主要是在机械触点（2线）和固态触点（3线）之间进行选择。
• 快速断开与集成电缆：许多传感器提供永久连接的电缆或快速断开连接。出于略高的成本，快速断开选项通常会使维护更容易。如果传感器断裂，则不需要新电缆。

当使用弹簧加载的隔膜或基于汞的恒温器时，诸如机械压力开关的自然是真正的数字数字，诸如机械压力开关，或者是基于汞的恒温器。现代离散传感器通常测量模拟，温度，电感和亮度等内容，并使用微小的计算机转换为数字是或否。值得注意的是，许多非常简单的传感器现在可以使用像IO-Link等技术将模拟信息转回PLC。如果数据存在，并且已经存在一台计算机，为什么不利用它？这是一个相对较新的趋势，并且在市场上尚未发现强大的立足点。PLC和梯形图逻辑编程语言是在离散信号的概念上创立的。

基本概述在哪里，何时，它如何简化编程：

• 代理
• 聚醚砜
• 激光器
• 更高级的
  • 颜色识别
  • 模式匹配
  • 视野
  • 温度控制器。

PEs的关键术语和应用说明

• 可见光与红外光：用户通常必须瞄准光，如果可以看到，那就容易多了，所以考虑可见光，除非有理由使用红外线（IR）。
• 相声：这些传感器发出的光会干扰其他传感器和光幕。考虑到光不是一条线，而是一个锥，可能会影响到使用相同波长的其他设备(图2)。
  • 当PE彼此接近时，替代光线方向（图3）。例如，两个PE在一个6英寸的输送机上测量。除此之外，第一个发射器在左侧，第二个在右侧。
  • 使用不同的光波长．例如，光帘通常使用红外光。如果PE在轻幕附近使用，请使用可见光PES。
  • 在发射器上设置光圈以缩小光锥(图4)。
• 亮对暗：当它看到光时，传感器应该是打开的，还是当它看不到光时?这通常是可调整的螺丝刀或按钮。
• 精确：简单的PE应用程序无法提供被感测对象的精确位置。例如，带有反射PE的输送机上的感应盒可能仅在一两英寸内准确。使用光纤线或光圈使发射光和接收面积尽可能小，有助于提高精度。
• 激光：这些传感器的成本稍高一些，但它们可以做其他传感器无法做的事情，比如检测距离，而不仅仅是遮光/反射。他们还可以感知清晰的部分，如塑料或玻璃。

经验教训

• 接近开关
  • 〇使用其他材质的螺栓头作为旗帜
  • “远程”或“非屏蔽”探针在非磁性材料上工作得更好(仍然需要金属)
• 照片眼睛
  • 可能会干扰光幕
  • 可以查看材质，即使它不是透明的–然后可以观察不透明度的“阶跃”变化（如标签条中）
  • 亮着还是暗着
  • 激光能更好地看到透明物体
  • 可见光谱更容易设定(目标)
  • 孔径–不同应用的不同形状
• 限位开关有活动部件，因此磨损更快

乔恩•布林主人在吗布林机器自动化服务有限公司．由内容助理经理艾米丽·冈瑟编辑，控制工程，CFE媒体，eguenther@cfemedia.com．

更多的答案

关键词：离散传感器、可编程逻辑控制器（PLC）

• 探索用于离散传感器的主要用途。
• 认出按类别列出的常见离散传感器类型。
• 学习采用离散传感器的最佳实践和陷阱。

考虑一下这一点

什么类型对于您的应用来说，传感器的选择是否最有意义？

在线 的

了解有关CFE EDU的传感器和PLC的更多信息https://cfeedu.cfemedia.com/