In einer Vielzahl industrieller Automatisierungsanwendungen werden am häufigsten zwei Arten von Sensoren verwendet: fotoelektrisch und induktiv (Nähe). Beide haben ihre Vor- und Nachteile, die ihren Einsatz bestimmen. Wenn beispielsweise ein induktiver Sensor metallische Objekte erfassen kann, die hinter einem undurchsichtigen, nichtmetallischen Hindernis verborgen sind, steht diese Option für einen photoelektrischen Sensor nicht zur Verfügung, der das Objekt in einem bestimmten Lichtbereich „sehen“ muss. Wenn wir andererseits Laserlicht in einem solchen Sensor verwenden, kann die Erfassungsreichweite sehr groß sein und mehrere Dutzend Meter erreichen. Eine solche Reichweite können Induktionssensoren nicht mehr vorweisen.
Der photoelektrische Sensor misst die Intensität des vom Sender ausgesandten Lichtstrahls, der auf das lichtempfindliche Element des Empfängers fällt. Je nach Einsatzzweck des Sensors werden unterschiedliche Lichtarten verwendet und der Strahl moduliert. Am häufigsten wird Infrarotlicht verwendet, das für das menschliche Auge unsichtbar ist. Dank dieser Erkennung kann es auf ablenkende Weise durchgeführt werden, hat aber auch seine Nachteile, da jeder Installateur überzeugt ist, beispielsweise ein Sensor an der Tür, dessen Aufgabe es ist, das Schließen zu verhindern, wenn ein Fahrzeug einfährt es. Deshalb werden bei Montagearbeiten häufig Laserpointer als Zubehör eingesetzt, die eine einfache Positionierung von Sender und Empfänger zueinander ermöglichen. Viele Lichtschranken sind mit Dioden ausgestattet, die den Status ihrer Arbeit anzeigen, einschließlich der korrekten Zusammenarbeit von Sender und Empfänger. Die Beobachtung dieser LEDs und ihrer Beleuchtungsfarben erleichtert die ordnungsgemäße Installation des Sensors und bestimmt den Status der Ausgabe oder die Korrektheit der Reaktion auf das Objekt, was besonders wichtig ist, wenn die Empfindlichkeit einstellbar ist.
Fast jeder Elektronikdesigner, Automatisierungsingenieur oder Integrator kann die Anforderungen der Zielanwendung leicht einschätzen und den richtigen Sensortyp auswählen, da er die häufigsten Benutzer eines optoelektronischen Sensors ist. Sicherlich wichtige Kriterien sind Faktoren wie: die Arbeitsumgebung des Sensors, die Umgebungstemperatur, die mechanische Beständigkeit (und alle diese Faktoren beeinflussen die Wahl des Gehäusematerials, seine IP-Dichtheit und die Montagemethode), die Art des Lichts in der Umgebung, die Verwendungszweck des Sensors und benötigter Erfassungsbereich, verfügbare Versorgungsspannung oder Art des Ausgangs. Bei einigen Anwendungen kann die Reaktionszeit des Sensors von großer Bedeutung sein, obwohl dies bei Sensoren mit großer Reichweite wahrscheinlich nicht zu erwarten ist. Auch die Art des oder der erkannten Objekte ist ein äußerst wichtiges Kriterium. Einige Sensoren reagieren bereits, wenn sich zwischen Sender und Empfänger eine dünne, transparente Folie im Strahlengang befindet. Andere erfordern, dass das Objekt fast vollständig undurchsichtig ist.
Wieder andere sind mit einem Potentiometer zur Empfindlichkeitseinstellung ausgestattet, wodurch sich die Ansprechschwelle präzise einstellen lässt. Bei der Auswahl eines Sensors ist es auch gut, sich von der Marke leiten zu lassen. Für industrielle Anwendungen oder andere Geräte, bei denen ein zuverlässiger Sensorbetrieb wichtig ist, nicht nur für die Sicherheit der Benutzer, sondern auch für die Benutzerfreundlichkeit der Anwendung, lohnt es sich, nach bewährten Produkten namhafter Hersteller Ausschau zu halten. Ist der Hersteller des Sensors beispielsweise Panasonic, kann davon ausgegangen werden, dass eine gründliche Qualitätskontrolle der Sensoren durchgeführt wurde und diese zuverlässig und stabil arbeiten. Mal sehen, wie man einen solchen Sensor in Verbindung mit einer beliebigen SPS zum Laufen bringt. Obwohl das Beispielprogramm für Siemens LOGO! v8 kann dank der Lesbarkeit der FBD-Sprache ohne großen Aufwand für den Einsatz auf einer anderen Plattform angepasst werden. Mit einem photoelektrischen Sensor ist es sehr schwierig, die Bewegungsrichtung des Objekts zu erkennen. Dazu müssen Sie den Lichtstrahl modulieren und den Doppler-Effekt nutzen oder die Zeit zwischen Impulsen messen, die zum Objekt gesendet werden. Diese Methoden sind jedoch in der Praxis schwer umzusetzen, sie sind ziemlich teuer und nicht jeder kann damit umgehen.
Es ist viel einfacher, zwei Sensoren nebeneinander zu platzieren und die Aktivierungsreihenfolge zu überprüfen. Abbildung 1 zeigt das Prinzip dieser Lösung. Wenn wir zwei Sensoren verwenden, nummerieren wir sie nach Konvention „1“ und „2“ – „1“ funktioniert, und dann kann „2“ die herkömmliche Bewegungsrichtung nach rechts und in umgekehrter Reihenfolge nach links anzeigen. Damit unser Algorithmus aber zuverlässig funktioniert und damit nicht nur die Bewegungsrichtung erkennen, sondern beispielsweise auch Objekte zählen kann, müssen wir noch einige Einschränkungen einführen. Zunächst einmal muss sich das Objekt vor den Sensoren bewegen, damit sie funktionieren, aber es ist irgendwie offensichtlich. Zweitens darf der maximale Abstand zwischen den Sensoren nicht größer sein als die kleinsten Abmessungen des Objekts. Dank dessen funktionieren unsere Sensoren beispielsweise in der Reihenfolge: beide inaktiv oder „1“ an oder „1“ und „2“ an oder „2“ an oder beide inaktiv Drittens die zufälligen Bewegungen des Objekts, die zwischen den auftreten Sensoren sollten keine Fehlfunktion der Installation verursachen. Natürlich ist dies ein Programm, und es ist unmöglich, alle logischen Fehler auszuschließen, aber trotzdem müssen Sie es mit Hilfe eines Simulators oder einer Modellinstallation sorgfältig überprüfen und den Algorithmus in verschiedenen Situationen testen, die in der Praxis auftreten können. In Abbildung 2 ist ein Beispielprogramm in FBD-Sprache zu sehen, das in einer freien Umgebung LOGO! geschrieben wurde. Weicher Komfort. Würden wir die LOGO!-Steuerung verwenden, müsste deren Eingang I1 und I2 eine Spannung liefern, die eine logische „1“ darstellt.
Wenn es LOGO! 24RC, dann hätten wir eine Spannung im Bereich 18-24V DC. Wenn wir die Version verwenden, die mit 230 V AC betrieben wird, dann stellt die logische „1“ eine viel höhere Spannung dar, aber achten Sie dann auf die Art und Parameter des Sensorausgangs! Wie erwähnt, muss die Spannung der Sensorkontakte an den Eingängen I1 (vom Sensor „1“) und I2 (vom Sensor „2“) angeschlossen werden. Das Programm ist so geschrieben, dass die Bewegungsrichtung von I1 nach I2 einen Impuls am Ausgang von Gatter B020 erzeugt, während von I2 nach I1 am Ausgang von Gatter B006. Um die Verwendbarkeit der Beispielanwendung zu demonstrieren, werden ein bidirektionaler Zähler (B023) und eine Logikschaltung (B021 – XOR-Gatter, B022 – RS-Flip-Flop) an die Ausgänge beider Gatter angeschlossen. Der Zweck der Logikschaltung besteht darin, den Zählrichtungseingang zu setzen, wenn „positive“ Impulse eingegeben werden (von Gatter B020), und Null, wenn negative Impulse (von Gatter B006) eingegeben werden, und die an den Zähleingang gegebene Taktwellenform zu berechnen. Beim Setzen und Rücksetzen des Zählrichtungseingangs zählt der Zähler aufwärts (Eingang gesetzt) oder abwärts (Eingang genullt). Der Aufwärts-/Abwärtszähler-Block in LOGO! hat einen Ausgang, der entsprechend den im Eigenschaftenfenster des Messgeräts eingestellten Bedingungen gesetzt und auf Null gesetzt wurde. Wenn wir wie in Abbildung 3 im Feld „Ein“ eine „1“ eingeben, während im Feld „Aus“ eine „0“ gelassen wird, wird der Ausgang gesetzt, wenn der Zählerwert größer als 0 ist und Null, wenn er es ist 0.
Wenn wir nun von diesem Ausgang den Ausgangsfunktionsblock versorgen, zB Q1, ist es das Ausgangsrelais Nummer 1 der LOGO! 24RC stellt Kontakte her, wenn der Zählerstand größer als 0 ist. Auf diese Weise können wir schnell und einfach ein Gerät bauen, das das Licht automatisch ein- und ausschaltet und die Personen zählt, die den Raum betreten und verlassen. Das Licht sollte angehen, wenn jemand hereinkommt, und ausgehen, wenn alle hinausgehen.
Für weitere Informationen besuchen Sie: www.tme.eu/en
