离散制造中的非接触式传感器进展
在离散传感器领域确实有很多值得讨论的内容。有些人可能想知道对接近开关或光电开关能做些什么。当然，限制开关不会有更多的进步。这种态度是完全错误的。微控制器电路现在足够小，可以装在一个圆柱形接近传感器内。
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真的有是在离散传感器领域有很多东西要讲。有些人可能想知道对接近开关或光电开关能做些什么。当然，限制开关不会有更多的进步。这种态度是完全错误的。微控制器电路现在足够小，可以装在一个圆柱形接近传感器内。再加上网络连接，就有了更强大和更灵活的潜力。
最初，限位开关(“开关”一词可以与传感器互换)本质上是离散的，可以打开或关闭触点或改变半导体触点的状态。接近传感器和光电传感器是非接触式的，也就是说，它们被设计成在不接触的情况下检测其视野内的物体。另一方面，限位开关必须与被感测对象接触。这通常是通过各种杠杆臂或滚柱塞中的一种来完成的。
接近开关有三种基本形式——电感式、电容式和超声波式。感应“代理”感应金属物体，在制造业中最常见。电容式和超声波传感器可以探测金属或非金属物体。
电感式传感器通过产生一个电磁场来工作，这个电磁场的直径通常比开关的直径大，并随着距离的增加而减小。然后，它检测到由于接近目标而产生的涡流损耗。当金属物体进入磁场时，涡流被驱动到零，改变输出状态。
宽的感应场直径在安装在金属板(如模具)时可能意味着问题。“屏蔽”代理解决了这个问题。屏蔽使磁场更直接地向外聚焦，这样周围的金属就不会被探测到。然而，屏蔽会导致传感距离的损失。
| 光电传感器有三种基本类型。发射波束，或通波束，需要一个发送者和一个接收者。Retroreflective感觉从反射器返回的光。当光束断开时，两种类型都切换输出。漫射传感器感测到从被测物体返回的光，并在感测到光时切换输出。 |
大多数产品信息提供了一个指定的传感距离，一个1毫米厚的方形低碳钢片。如果对象是有色金属，例如黄铜或铝，则额定感应距离将减少。
邻近的情报
到目前为止的情况是，磁场要么存在，要么坍缩(如金属物体进入时)。通过在开关电路中添加智能，可以感知和计算不同强度的电场。操纵这些信息意味着也许可以产生模拟输出信号。另一种用途是教会传感器只在特定的点进行感知——在死区进行编程的能力。刀具-锤子(密尔沃基，威斯康星州)开关推出控制工程三月2002公司拥有这种能力，罗克韦尔自动化公司(Milwaukee, wisconsin)也具备这种能力。如侧边栏所述，施耐德电气(Schneider Electric)推出了一整套“可编程”接近传感器，这无疑是传统输入设备的一大进步。
卡特勒-哈默的接近开关甚至可以用笔记本电脑“编程”。寻找PDA连接到传感器在不久的将来。
| 电感式接近传感器包含一个产生电磁场的线圈、一个激励线圈的振荡器电路、一个触发电路和一个输出电路。最新的传感器可以被编程为在现场的指定位置感应物体，而不仅仅是在现场的任何地方。 |
也许接近开关的最大价值在于它能够承受恶劣的环境。大多数可以应用于切割区域，周围有流体清洗，或其他这样强烈的区域。特殊型号有聚四氟乙烯涂层，因此像焊接渣这样的异物不会附着在表面。那些设计用于抗焊场的也有坚固的电子内部，以尽量减少由于焊接电弧产生的高电磁场(emf)造成的失真。
对于安装这些设备的电工，最重要的建议是什么?提醒安装人员这些是非接触式设备。即使感应距离非常小，有时在8毫米(约0.3英寸)的数量级上，proxes并不意味着吸收托盘停止所看到的力。使用一个圆柱形的prox作为梯子也不是不寻常的，所以要小心放置。
电容式接近传感器的优点包括较长的传感距离和检测非金属物体的能力。开关内部的电路检测由感测头内的板和被感测对象形成的电容场。这些特性，加上模拟输出的能力，使其成为许多液位应用的理想选择。超声波传感器，通常是距离最远的传感器，通过发送和接收超声波来工作。
传感用红光束
光电传感器发射一束光并检测其返回或不返回。最常见的是可见红光和红外线。可见红光可以在设置过程中提供帮助，但今天大多数传感器都有信号LED，用于信号强度，提供帮助。
根据它们发射和接收光的方式，光电传感器有三种基本类型:透束式、反反射式和漫反射式。
最可靠的是直通波束，它使用独立的发射和接收设备。这种方法在接收器中产生最大的光功率，产生最一致和稳定的信号。通束光电的一个常见用途是现代自动车库门开启器。在离地面6英寸的地方放置一套装置，以确保没有东西挡在楼下的门上，比如一个小孩。在制造业中，这种风格最适合于对门或大门等大开口的物体进行类似的检测，或者当环境很脏并且需要最大功率时。
通束装置的缺点是有两个组件的成本和相对于其他风格的困难设置。接收器可以放置在与发射器相同的设备中，并且可以用反射器替换单独的设备。光从传感器发出，从反射器反射，然后由传感器中的不同透镜和电路接收。这种风格被称为反射式。它降低了成本，因为它只有一个组件，它更容易设置，因为只有一个设备调整。
与透波束传感器一样，反向反射传感器也会在光束断裂时进行检测。如果要探测的物体是有光泽的，那么光束仍可能返回，阻碍探测器。光偏振光反射器和透镜滤光片解决了这个问题。环境也会带来另一个挑战。也许是维修人员在设备升级时把相邻的墙刷成了白色，所以传感器有点调整不当。它可能仍然接收来自墙壁的光，而不是反射器，并给出不正确的读数。
漫射光电器件的工作原理与接近传感器相似。在这种情况下，传感器使用物体作为反射器。这对于近距离探测或难以放置反射器的地方是很好的。安装在滚筒输送机下面的漫射传感器可以在不受伤害的情况下检测包裹。
多种形式的照片
光电器件有许多外形因素，从大而笨重到圆柱形，再到比一角硬币还小，而且不厚多少。一种越来越受欢迎的风格是带有柔性光纤电缆的din导轨可安装放大器，能够穿过机器，将正确的焦点放在物体上。
在过去的几年里，智能已经被添加进来，它允许技术人员教漫射传感器探测到某一点。例如，几年前，笔者使用智能光电传感器来检测曲轴上是否存在钥匙。许多公司都添加了教学功能，但请注意侧边栏中详细介绍的施耐德电气在其新产品线中实现的下一个级别。
智能的另一个好用途是诊断。想象一下，“嘿，我没在工作”或“把我的镜片擦干净”这样的信息会有多有用。这些，以及更多，现在可以通过嵌入式智能和网络功能实现。再一次，最先进的技术已经超越了简单的“离散”传感器。
将机载诊断功能与计算机程序相结合来捕获数据，用户可以查看直方图，复制和粘贴配置，甚至可以通过网络访问固件升级。
罗克韦尔自动化刚刚发布了传感器应用技术的进一步扩展。其22DJ控制器模块是一个预先配置的dip开关可编程控制器，位于传感器网络上，专为物料搬运输送线等特殊用途安装而设计。这种系统架构取代了一个更大的PLC，这可能是过度的某些应用，与一个小的，易于设置的控制器。
应用程序的想法
另一个应用想法来自Banner工程公司(明尼阿波利斯，明尼苏达州)，该公司有一个16束线性光阵列，由塑料纤维对组成。在球轴承穿过光屏的应用中，期望的输出是计数和检测过大的部件。计数就像设置一个输出来切换每次光束断裂的状态并将结果发送到计数器一样简单。该产品可编程检测断梁的数量。例如，如果滚珠轴承足够大，只能承受两束光，而一个物体破坏了三束或更多，那么可以切换另一个输出来停止机器并呼叫操作员。
在加工中心中，感应刀具位置通常是用接近开关来完成的。来自' ifm effector '(宾夕法尼亚州埃克斯顿)的一项应用涉及找到加工铝制变速箱的钢工具的位置。环境中含有腐蚀性切削液和飞溅的铝屑。选择用于此应用的传感器需要首先找到“仅含铁”产品，将忽略铝芯片。接下来，外壳必须是IP68等级的零泄漏。最后，不锈钢表面提供了机械保护，防止飞溅的碎片，以及化学保护，防止流体。
正如这些例子所示，离散传感器在各种类型的应用中发挥着重要作用。嵌入式智能使控制工程师能够在更大程度上利用传感器，有时甚至可以在简单的应用中减少或取代高成本的控制器。几乎每种应用都有传感器类型，几乎每种控制体系结构都有智能范围。
背景资料由下面列出的公司提供。搜索更多的公司，在很多情况下是在线的网站链接控制工程买方指南或控制工程以下类别的网上买家指南:
限位开关
光电传感器
接近传感器和开关
传感器、光纤
超声波探测器
施耐德电气推出新的全球检测传感器系列
通过收购其他公司实现增长的公司通常会说，通过将不同组成部分的专业知识和市场结合起来，可以获得“协同效应”。就施耐德电气的传感器业务而言，企业流行语已经成为现实。三年多来，来自前Square D和telemechanque的全球传感器专家团队会面，设计了一系列传感器，以解决现场发现的许多问题。
传感器产品经理马克·邓肯(Mark Duncan)解释说，该团队询问了客户和潜在客户，并使用了焦点小组，以了解工程师和技术人员对传感器产品的真正需求。对于接近传感器，确定的问题是机械和电气设置。他们想要更快更容易地完成。对于光电器件来说，选择合适的类型是最大的问题，其次是安装时间。用户想要组件化的限位开关来减少库存。
其结果是一个叫做OSI(通过智能提供简单性)的概念。这个家族被称为“全球探测”。
设计团队的主要目标是使选择、安装、设置和维护尽可能简单。第二个目标是可用性，这意味着可以快速确定最多数量的解决方案，同时使用最少数量的产品零件号。第三个目标是适应性——产品能够满足各种安装的所有环境限制。
可编程的传感器
Square D/Telemecanique XS矩形接近传感器线旨在消除对金属环境、设置和安装的敏感性等问题。
当用户按下按钮时，产品运行在“教”模式，以设置最大传感距离。“扁平包装”式传感器是可编程的，当只有一部分面部感知到目标时，或者只是在面部目标的位置。目标可以在轴向或径向方向移动，传感器将检测到它。
施耐德电气将OSI概念应用到光电传感器中，开发了能够在漫射环境下精确工作并具有背景抑制的多模光电传感器。每个传感器可以在五种感应模式下工作，并有两种输出状态(NO或NC)。这种灵活性可以将所需产品零件号的典型数量减少10倍。
内置智能允许传感器运行教学模式设置，以便快速安装，并可选择第二个精确教学设置，以实现非常准确和可靠的检测。
传感范围的精确设置无需使用任何特定附件即可实现。如果要检测的对象在检测区域内移动更近，则按下按钮将考虑此修改。此外，如果物体是半透明的，无论采用何种检测方法，只需将其放置在适当位置，按下调整按钮，传感器就会相应地进行调整。安装支架是整个产品线的标准配置。选项包括一个3D索引系统设置调整在任何方向和保护盖。
OSI概念原理甚至被用于限制开关。大多数限位开关制造商的操作头、本体和触点块种类繁多，通常很难找到适合特定应用所需配置的准确组件。施耐德电气的XC系列限位开关完全模块化了本体、触点块、操作头和电缆入口。
40多个可互换的金属操作头，可组合五种阀体样式和六种管道入口，所有这些都符合全球标准和当地习俗。
这些限位开关具有快速动作触点块(三个或四个触点)，可直接开启操作。产品布线简化，电气连接时间减少40%。操作头和杠杆与3D方向也使安装更简单，并能够安装这些限位开关在任何位置，以准确的凸轮驱动。
这个系列的传感器，深蓝色的外观，似乎提高了最先进的标准。
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