اخبار و اطلاعیه‌های مهم را اول دریافت کن
انواع سنسورهای اتوماسیون صنعتی به عنوان چشم و گوش سیستم های کنترل (PLC) عمل می کنند و تغییرات فیزیکی نظیر حضور قطعه، فشار، دما و سرعت را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند. این تجهیزات به دسته های اصلی شامل سنسورهای مجاورتی (القایی، خازنی، نوری، اولتراسونیک)، سنسورهای ابزار دقیق (فشار و دما)، و سنسورهای حرکتی (انکودرها) تقسیم می شوند. شناخت دقیق منطق خروجی (NPN/PNP)، تکنولوژی IO-Link و درجه حفاظت محیطی سنسورها، نقش کلیدی در طراحی سیستم های پایدار و کاهش توقفات خطوط تولید دارد.
انواع سنسورهای اتوماسیون صنعتی تجهیزاتی حیاتی هستند که به عنوان چشم و گوش ماشین آلات عمل کرده و کمیت های فیزیکی محیط (نظیر فاصله، فشار، دما، سطح و سرعت) را به سیگنال های الکتریکی استاندارد و قابل خوانش برای سیستم های کنترل منطقی (PLC) تبدیل می کنند. این تجهیزات به طور کلی به چهار دسته تقسیم می شوند: ۱. سنسورهای مجاورتی (برای تشخیص حضور و موقعیت قطعات بدون تماس فیزیکی)، ۲. سنسورهای ابزار دقیق (برای پایش پیوسته سیالات و متغیرهای فرآیندی مانند فشار و دما)، ۳. سنسورهای حرکتی (انکودرها برای کنترل دقیق دور و موقعیت موتورها) و ۴. سنسورهای ایمنی (برای حفاظت از جان اپراتورها و جلوگیری از حوادث مکانیکی).
مشاوره مهندسی، طراحی و تامین مستقیم با مبین نیرو
شرکت مبین نیرو، با دهه ها حضور مستمر و موفق در اجرای پروژه های ملی و صنعتی، به عنوان تامین کننده تجهیزات برق صنعتی و اتوماسیون و نماینده رسمی معتبرترین برندهای جهانی از جمله تکو (TECO)، سایمون (Cimon)، اشنایدر الکتریک و اسپکتر فعالیت می کند. ما معتقدیم انتخاب سنسور مناسب، مرز میان یک خط تولید سودآور و یک ماشین پر از استهلاک است. تیم مهندسی ما آماده است تا از مرحله تحلیل فرآیند و سایزینگ سنسورها تا پیاده سازی شبکه های کنترل و تامین قطعات صد در صد اورجینال، در کنار شما باشد. برای دریافت مشاوره تخصصی رایگان و استعلام قیمت تجهیزات، همین امروز با ما در تماس باشید:
آدرس دفتر مرکزی: تهران ، خیابان قائم مقام فراهانی ، کوچه بیستم ، پلاک 7 ، واحد 5
تلفن تماس مستقیم دپارتمان مهندسی و اتوماسیون: 02188842616
در دهه های گذشته، کارخانجات مملو از لیمیت سوئیچ های مکانیکی (میکروسوئیچ ها) بودند. این قطعات با برخورد فیزیکی به قطعات کار، فرمان قطع و وصل را صادر می کردند. اما استهلاک شدید مکانیکی، سرعت پایین پاسخ گویی و خرابی های مکرر، صنعتگران را به سمت تجهیزات بدون تماس (Non-contact) سوق داد.
امروزه در عصر انقلاب صنعتی چهارم (Industry 4.0)، سنسورها صرفاً قطعاتی برای ارسال یک سیگنال صفر و یک نیستند. آن ها تجهیزات هوشمندی (Smart Sensors) محسوب می شوند که می توانند علاوه بر تشخیص قطعه، اطلاعاتی نظیر دمای داخلی خود سنسور، افت کیفیت لنز بر اثر نشستن گرد و غبار، و ساعات کارکرد مفید خود را از طریق شبکه های صنعتی به اتاق کنترل مخابره کنند.
استانداردهای بین المللی نیز بر اهمیت کیفیت این تجهیزات تاکید دارند:
“تجهیزات حسگر و سنسورهای صنعتی باید مطابق با استانداردهای سخت گیرانه مقاومت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی (EMC) و شرایط خشن فیزیکی محیط کار طراحی شوند تا پایداری و ایمنی سیستم های کنترل منطقی (PLC) تحت هیچ شرایطی به خطر نیفتد.” International Electrotechnical Commission (IEC)
بدون داده های باکیفیت و بدون نویزی که سنسورها تولید می کنند، قدرتمندترین الگوریتم های نوشته شده در برنامه های اتوماسیون صنعتی plc نیز به تصمیمات اشتباه و در نهایت توقف خط تولید ختم خواهند شد.
سنسورهای مجاورتی پرکاربردترین تجهیزات در ماشین سازی هستند. این سنسورها حضور یک شیء را بدون هیچ گونه تماس فیزیکی و با سرعتی در حد کیلوهرتز تشخیص می دهند. بسته به جنس قطعه هدف، تکنولوژی این سنسورها متفاوت است.
سنسورهای القایی منحصراً برای تشخیص فلزات (آهن، فولاد، آلومینیوم، مس و برنج) طراحی شده اند. درون این سنسور یک سیم پیچ (اسیلاتور) وجود دارد که یک میدان الکترومغناطیسی با فرکانس بالا در مقابل سنسور ایجاد می کند. هنگامی که یک قطعه فلزی وارد این میدان می شود، جریان های گردابی (Eddy Currents) روی سطح فلز ایجاد شده و انرژی میدان را جذب می کنند. این افت انرژی توسط مدار سنسور تشخیص داده شده و سیگنال خروجی فعال می شود.
عملکرد سنسورهای خازنی شبیه به سنسورهای القایی است، با این تفاوت مهم که آن ها می توانند هر نوع ماده ای (فلزی و غیرفلزی از جمله پلاستیک، چوب، شیشه، مایعات و پودرها) را تشخیص دهند. این سنسورها یک میدان الکترواستاتیک تولید می کنند و با ورود هر ماده ای که دارای ثابت دی الکتریک (Dielectric Constant) بزرگتر از هوا باشد، ظرفیت خازنی مدار تغییر کرده و خروجی فعال می شود.
سنسورهای نوری (فتوالکتریک) از یک فرستنده (معمولاً LED مادون قرمز یا لیزر) و یک گیرنده نوری استفاده می کنند. این سنسورها برای فواصل دور (از چند سانتی متر تا چند ده متر) بهترین انتخاب هستند و به سه دسته اصلی تقسیم می شوند:
این سنسورها پالس های صوتی با فرکانس بالا (خارج از محدوده شنوایی انسان) تولید می کنند و با اندازه گیری زمان رفت و برگشت اکو (Echo) از سطح قطعه، فاصله را با دقت بسیار بالایی محاسبه می کنند.
برای تصمیم گیری سریع و مبتنی بر داده، ماتریس مقایسه ای زیر نقاط قوت و کاربرد هر سنسور را خلاصه کرده است:
| نوع سنسور | جنس قطعه قابل تشخیص | حداکثر برد حدودی | مزایای برجسته صنعتی | محدودیت ها | کاربرد نمونه در کارخانه |
| القایی (Inductive) | فقط فلزات (آهنی و غیرآهنی) | بسیار کم (تا ۵۰ میلی متر) | کاملاً ضد آب و روغن، بدون استهلاک، بسیار ارزان | فقط فلزات را می بیند، برد بسیار کوتاه است | شمارش چرخ دنده های فلزی، لیمیت سوئیچ در دستگاه CNC |
| خازنی (Capacitive) | همه مواد (مایعات، پلاستیک، فلز) | کم (تا ۶۰ میلی متر) | قابلیت دیدن مواد از پشت جداره پلاستیکی و شیشه ای | حساسیت بالا به رطوبت محیط و قطرات شبنم | تشخیص پر بودن بطری های شیر، کنترل سطح مخزن آرد |
| نوری (Photoelectric) | همه مواد (غیرشفاف) | بسیار زیاد (تا ۱۰۰ متر) | سرعت پاسخ گویی فوق العاده، برد بسیار بلند، نقطه لیزر دقیق | رنگ های مشکی مات نور را جذب کرده و خطا ایجاد می کنند، حساس به گرد و غبار شدید روی لنز | شمارش کارتن ها روی نوار نقاله، تشخیص پارگی کاغذ در صنعت چاپ |
| اولتراسونیک (Ultrasonic) | همه مواد (شامل شفاف ها) | متوسط (تا ۱۰ متر) | عدم تاثیرپذیری از رنگ، شفافیت، نور آفتاب یا تاریکی | منطقه کور اولیه (Blind Zone)، حساس به بادهای شدید، سرعت سوئیچ پایین تر | تشخیص رول های شیشه شفاف، سنجش سطح پیوسته در مخازن آب |
در صنایع فرآیندی (Process Industries) مانند پتروشیمی ها، داروسازی ها، صنایع لبنی و تصفیه خانه ها، ما صرفاً با قطع و وصل شدن یا حضور یک قطعه جامد روبرو نیستیم. در اینجا متغیرهای پیوسته ای نظیر دما، فشار و جریان سیالات باید با دقت دهم اعشار مانیتور شوند.
دما پروسه ای ترین متغیر در صنعت است. برای اندازه گیری آن معمولاً از دو تکنولوژی استفاده می شود:
سنسور فشار یا ترانسمیتر فشار، یکی از حساس ترین و استراتژیک ترین قطعات در هر سیستم هیدرولیک، پنوماتیک یا پایپینگ است. سنسور فشار اتوماسیون صنعتی وظیفه دارد تا نیروی مکانیکی وارد شده از سمت گاز یا مایع را به یک دیافراگم داخلی منتقل کرده و از طریق تکنولوژی هایی نظیر پیزومقاومتی (Piezoresistive) یا خازنی، میزان خمش دیافراگم را به سیگنال استاندارد الکتریکی (مانند ۴ تا ۲۰ میلی آمپر یا ۰ تا ۱۰ ولت) تبدیل کند.
برای اندازه گیری میزان حجم یا جرم سیال عبوری از لوله در واحد زمان استفاده می شوند. فلوسوئیچ های پدالی برای کاربردهای ساده (مثل تشخیص قطع شدن آب چیلر) و فلومترهای الکترومغناطیسی یا اولتراسونیک برای اندازه گیری دقیق و بدون افت فشار سیالات رسانا (مانند آب و فاضلاب) کاربرد دارند.
در سیستم های موشن کنترل (CNCها، بازوهای رباتیک و ماشین آلات چاپ)، پی ال سی و اینورتر باید در هر میلی ثانیه بدانند که شفت موتور دقیقاً در چه زاویه ای قرار دارد و با چه سرعتی می چرخد.
انکودرها سنسورهای چرخشی (یا خطی) هستند که به انتهای شفت موتور کوپل می شوند و حرکت مکانیکی را به پالس های الکتریکی دیجیتال تبدیل می کنند.
یکی از گیج کننده ترین مباحث برای مهندسان تازه کار در هنگام خرید سنسور و اتصال آن به پی ال سی، انتخاب بین خروجی PNP و NPN است. سنسورهای دیجیتال (صفر و یک) دارای سه سیم اصلی هستند: قهوه ای (۲۴+ ولت)، آبی (۰ ولت) و مشکی (سیم خروجی یا سیگنال).
تطابق نوع خروجی سنسور با نوع کارت ورودی پی ال سی، الزامی است؛ در غیر این صورت سیگنالی توسط کنترلر دریافت نخواهد شد. برای مطالعه پایه ای تر مفاهیم کنترل می توانید به کتاب ها و مستندات اتوماسیون صنعتی pdf که توسط آکادمی ها منتشر می شود، مراجعه کنید.
تا یک دهه پیش، ارتباط سنسور با تابلو برق صرفاً یک طرفه بود. سنسور فقط یک ولتاژ یا جریان را به پی ال سی می فرستاد. اما در معماری نوین اتوماسیون، تکنولوژی IO-Link معرفی شده است.
IO-Link یک پروتکل ارتباطی استاندارد نقطه به نقطه (Point-to-Point) دیجیتال است که از همان کابل ۳ سیمه معمولی سنسور استفاده می کند. اما با این تکنولوژی، سنسور تبدیل به یک کامپیوتر کوچک می شود:
برای اینکه سرمایه گذاری شما هدر نرود و از آسیب به مجموعه قطعات تابلو برق صنعتی جلوگیری شود، پیش از ثبت فاکتور خرید، این چهار سوال اساسی را بررسی کنید:
در بازار پرنوسان ایران، انتخاب برند سنسور تصمیمی بین قابلیت اطمینان و بودجه در دسترس است:
حتی اگر گران ترین سنسور زیک (Sick) آلمان را بخرید، اگر آن را اشتباه نصب کنید، دستگاه شما دائماً دچار خطا (False Trigger) خواهد شد. چالش های اصلی و راهکارهای مهندسی آن ها عبارتند از:
سنسور القایی با استفاده از میدان الکترومغناطیسی تنها قادر به تشخیص مواد فلزی (آهن، آلومینیوم، مس) است. اما سنسور خازنی با استفاده از میدان الکترواستاتیک می تواند تمام مواد از جمله پلاستیک، چوب، آب و پودرها را تشخیص دهد.
بدون سوراخ کردن مخزن، بهترین گزینه نصب یک سنسور خازنی در بیرون مخزن و چسباندن آن به بدنه پلاستیکی است. سنسور خازنی، پلاستیک جداره را نادیده گرفته و تغییر دی الکتریک ناشی از رسیدن آب به آن سطح را تشخیص می دهد.
در سیستم های هیدرولیک (مانند پرس ها)، فشار روغن باید به صورت پیوسته مانیتور شود تا نیروی وارده به قالب ها دقیق باشد. سنسور فشار اتوماسیون صنعتی فشار سیال را به یک سیگنال آنالوگ (مثلاً ۴ تا ۲۰ میلی آمپر) تبدیل کرده و به پی ال سی می فرستد تا کنترلر با تنظیم شیرهای تناسبی (Proportional Valves) از آسیب به سیستم یا محصول جلوگیری کند.
سنسور دیجیتال (صفر و یک) فقط حضور یا عدم حضور قطعه را اعلام می کند (مانند روشن و خاموش شدن یک کلید). اما سنسور آنالوگ، فاصله دقیق، فشار دقیق یا دمای دقیق را به صورت یک جریان پیوسته الکتریکی (مثلاً بین ۰ تا ۱۰ ولت) به پی ال سی گزارش می دهد.
در مدل یک طرفه، فرستنده و گیرنده داخل یک قطعه هستند و سنسور با بازتاب نور از روی خود قطعه کار می کند که برد کمی دارد و به رنگ قطعه حساس است. در مدل دوطرفه، فرستنده و گیرنده دو قطعه مجزا هستند که روبروی هم نصب می شوند. قطع شدن پرتو نور بین این دو توسط قطعه، باعث تشخیص می شود که برد بسیار بالا و خطای نزدیک به صفر دارد.
بله. فرکانس پالس های صوتی تولید شده توسط سنسور اولتراسونیک (بالاتر از ۲۰۰ کیلوهرتز) بسیار بالاتر از محدوده فرکانس نویزهای مکانیکی و شنوایی کارخانه است و نویزهای محیطی تاثیری بر عملکرد دقیق آن ندارند.
انکودر افزایشی فقط با تولید پالس، میزان تغییر مکان را نشان می دهد و اگر برق قطع شود، موقعیت خود را فراموش می کند. اما انکودر مطلق دارای کدهای باینری منحصربه فرد برای هر زاویه است و حتی پس از قطع و وصل برق، دقیقاً می داند که شفت موتور در چه زاویه و موقعیتی قرار دارد و نیازی به کالیبراسیون مجدد دستگاه نیست.
پی ال سی دچار آسیب یا سوختگی نمی شود، اما هیچ سیگنالی هم دریافت نمی کند. دستگاه کاملاً در برابر حضور قطعات کور می ماند، زیرا جریان الکتریکی در مسیر درستی برقرار نمی شود. استفاده از رله های واسط در این موارد می تواند مشکل را حل کند.
در مکان هایی که دمای محیط بسیار وحشتناک است (مثل دهانه کوره ها) یا فضای نصب به قدری کوچک است که سنسورهای معمولی جا نمی شوند، کابل های ظریف شیشه ای یا پلاستیکی فیبر نوری، نور را از یک آمپلی فایر که در فاصله دور و ایمن نصب شده، به محل تشخیص انتقال می دهند.
شما می توانید با ارائه مشخصات فیزیکی قطعه هدف خود (جنس، رنگ، ابعاد)، فاصله مورد نیاز برای تشخیص، و شرایط محیطی دستگاه (دما، رطوبت، لرزش) به دپارتمان مهندسی مبین نیرو از طریق شماره 02188842616 تماس بگیرید. مهندسین ما بهترین گزینه فنی را با مناسب ترین قیمت از برندهای معتبر جهانی به شما پیشنهاد خواهند داد.
گذار از ماشین آلات کور و مکانیکی به سیستم های هوشمند، انعطاف پذیر و خودکار، نیازمند تجهیز ماشین آلات به انواع سنسورهای اتوماسیون صنعتی اورجینال و دقیق است. سنسورها خط مقدم جبهه اتوماسیون هستند؛ حتی اگر قوی ترین پی ال سی های جهان را برنامه نویسی کنید و گران ترین درایوها را در تابلو برق قرار دهید، اگر سنسور نوری شما نتواند بطری شفاف را از روی نوار نقاله تشخیص دهد، کل سرمایه گذاری شما با شکست مواجه خواهد شد.
شناخت مهندسی تفاوت تکنولوژی ها—اینکه کجا باید از مقاومت خارق العاده سنسورهای القایی در برابر آب استفاده کرد و کجا باید از قدرت نفوذ سنسورهای اولتراسونیک برای سطوح شفاف بهره برد—رمز موفقیت یک طراحی بی نقص است. انتخاب برندهای معتبری نظیر Sick، Omron و Autonics تضمین کننده این پایداری است.
دپارتمان مهندسی و بازرگانی شرکت مبین نیرو، با تکیه بر دهه ها حضور موفق در اجرای پروژه های پیچیده اتوماسیون در سطح کشور، آماده است تا شما را در این مسیر همراهی کند. ما به عنوان نماینده و تامین کننده دست اول تجهیزات برق صنعتی، از مرحله تحلیل سیستم و سایزینگ ادوات ابزار دقیق تا تامین قطعات با گارانتی اصالت کالا، در کنار شما صنعتگران گرامی خواهیم بود.
برای دریافت مشاوره تخصصی رایگان، طراحی معماری کنترل و استعلام قیمت رقابتی قطعات، همین امروز با کارشناسان ما در ارتباط باشید:
آدرس دفتر مرکزی: تهران ، خیابان قائم مقام فراهانی ، کوچه بیستم ، پلاک 7 ، واحد 5
تلفن تماس مستقیم دپارتمان مهندسی و اتوماسیون: 02188842616
