औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों में फाइबर ऑप्टिक सेंसर

एक स्वचालित लाइन पर कन्वेयर के एक हिस्से की उपस्थिति का निर्धारण, एक प्रकाश उपकरण के संचालन के बारे में जानकारी प्राप्त करना, एक कॉम्पैक्ट लेकिन कुशल मशीन का प्रबंधन करना .. प्रक्रिया के नियंत्रण में हर जगह न्यूनतम त्रुटियों की आवश्यकता होती है, और यदि कोई विफलता होती है खराबी का कारण जानना महत्वपूर्ण है, ताकि भविष्य में गलतियों की पुनरावृत्ति न हो, क्योंकि आधुनिक तकनीकी प्रक्रियाएं खराब गुणवत्ता को बर्दाश्त नहीं करती हैं। यहीं पर सेंसर बचाव के लिए आते हैं।

कई प्रकार के सेंसर हैं: चुंबकीय, आगमनात्मक, फोटोइलेक्ट्रिक, कैपेसिटिव - उनमें से प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं। फोटोवोल्टिक सबसे बहुमुखी में से एक है। यहां लेजर और इंफ्रारेड, सिंगल बीम और रिफ्लेक्टिव हैं। लेकिन हम ऑप्टिकल सेंसर देखेंगे, क्योंकि उनके पास व्यापक कॉन्फ़िगरेशन विकल्प हैं और सबसे कठिन-से-पहुंच वाले स्थानों के लिए भी आदर्श हैं।

ऑप्टिकल ऑप्टिकल सेंसर को उपकरणों की एक जोड़ी में विभाजित किया गया है: एक ऑप्टिकल फोटोवोल्टिक एम्पलीफायर और ऑप्टिकल हेड के साथ एक ऑप्टिकल केबल। केबल एम्पलीफायर से प्रकाश पास करता है।

सिद्धांत सरल है।एमिटर और रिसीवर एक साथ काम करते हैं: रिसीवर एमिटर द्वारा उत्सर्जित प्रकाश तरंग का पता लगाता है। तकनीकी रूप से, इस प्रक्रिया को विभिन्न तरीकों से किया जाता है: प्रकाश तरंग के कोण को ट्रैक करना, प्रकाश की मात्रा को मापना, या किसी वस्तु की दूरी को मापने के लिए प्रकाश तरंग के वापसी समय को मापना।

ऑप्टिकल स्रोत और रिसीवर केवल सिर (फैलाना या परावर्तक इकाइयों) में स्थित हो सकते हैं, या उन्हें अलग-अलग बनाया जा सकता है - दो सिर (एकल बीम)। फाइबर ऑप्टिक सेंसर हेड में इलेक्ट्रॉनिक्स होता है, जबकि रिसीवर ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से इलेक्ट्रॉनिक्स से जुड़ा होता है। प्राप्त और प्रेषित तरंगें ऑप्टिकल नेटवर्क में हाई-स्पीड डेटा ट्रांसमिशन के समान तरीके से फाइबर के माध्यम से यात्रा करती हैं।

इस पृथक्करण का लाभ यह है कि रिसीवर मापी गई वस्तु पर स्थापित होता है। फाइबर ऑप्टिक केबल को रूट किया जाता है और एम्पलीफायर से जोड़ा जाता है, जिसे एक विशेष नियंत्रण कैबिनेट में रखा जाता है जो एम्पलीफायर को विनिर्माण संयंत्र के अक्सर कठोर बाहरी वातावरण से बचाता है। विकल्पों की पसंद विविध है। एम्पलीफायर सरल और जटिल हैं, विशेष रूप से बहु-कार्यात्मक, तर्क और स्विचिंग संचालन करने की क्षमता के साथ।

फाइबर-ऑप्टिक सेंस एम्पलीफायरों के मूल सेट में न्यूनतम इलेक्ट्रॉनिक घटक और कार्यक्षमता होती है, और सबसे परिष्कृत वाले प्लग-एंड-प्ले होते हैं, जिसमें इलेक्ट्रॉनिक्स पूरी तरह से अनुकूलित होते हैं। कुछ सेंसर इलेक्ट्रॉनिक्स 10 से अधिक इनपुट फाइबर को संभालने में सक्षम हैं। बेशक, एक संकेत भी है। संकेतक दिखाते हैं कि सेंसर ठीक से काम कर रहा है या नहीं। इसकी अन्य विशेषताएं भी हैं।

नियंत्रक के लिए इंटरफ़ेस आउटपुट स्वरूप द्वारा निर्धारित किया जाता है।सेंसर सेटअप और एम्पलीफायर रीसेट दोनों यहां दिए गए हैं। आउटपुट सामान्य रूप से खुले, सामान्य रूप से बंद, कलेक्टर, एमिटर, पुश होते हैं। कनेक्शन मल्टी-कोर केबल के साथ बनाए जाते हैं। प्रोग्रामिंग बटन या बस एक पोटेंशियोमीटर का उपयोग करके की जाती है।

ऐसे सेंसर विकल्पों द्वारा अतिरिक्त लचीलापन प्रदान किया जाता है: चालू / बंद विलंब, पल्स आउटपुट, आंतरायिक संकेतों को समाप्त करना, - उत्पादन प्रक्रिया की व्यक्तिगत आवश्यकताओं के आधार पर एम्पलीफायर मापदंडों को विस्तृत करने और समायोजित करने में अधिक स्वतंत्रता प्राप्त करना। देरी आपको कामकाजी निकाय की प्रतिक्रिया में देरी करने की अनुमति देती है, बाधित संकेत एक संकेत के रूप में काम करते हैं कि काम करने की स्थिति का उल्लंघन किया जाता है। सब कुछ वैयक्तिकृत है।

आउटपुट स्थिति का एलईडी संकेत या संकेतों और आउटपुट राज्यों के बारे में जानकारी के साथ एक डिस्प्ले की उपस्थिति उन्नत विकल्प हैं जो क्षेत्र में ट्रांसमीटर के डायग्नोस्टिक्स और प्रोग्रामिंग की अनुमति देते हैं।

बदलते परिवेश में अधिक स्थिर माप के लिए, बढ़ी हुई नमूना दर और सिग्नल फ़िल्टरिंग वाला सेंसर उपयुक्त है। हालाँकि, डिवाइस अभी भी कम आवृत्ति पर काम करेगा पीएलसी के लिए यह उपयोगी होगा। ऑन/ऑफ विलंब आउटपुट और इनपुट सिग्नल से मेल खाने में मदद करते हैं।

सहायक ब्लॉकों का उपयोग प्रोग्रामिंग की संभावनाओं का विस्तार करेगा, उदाहरण के लिए, आप स्विचिंग पॉइंट्स के बीच स्विचिंग / ऑन करने के लिए विशेष सामग्री जैसे ग्लास या प्रोग्राम के साथ काम करते समय मापने वाले तत्व की संवेदनशीलता को समायोजित कर सकते हैं: वर्कपीस की स्थिति को ट्रैक करना और अंतरिक्ष में इसकी स्थिति।

फाइबर ऑप्टिक केबल्स की सुंदरता यह है कि वे करंट के बजाय प्रकाश संचारित करते हैं।हेड सेंसिटिविटी के अलग-अलग डिग्री के साथ, अलग-अलग सामग्रियों का कॉन्फिगरेशन संभव है।

एक विसरित फाइबर ऑप्टिक केबल में पहलुओं की एक जोड़ी होती है, जिनमें से एक एम्पलीफायर को जाता है और दूसरा सेंसिंग हेड को। उसी समय, दो केबल संवेदनशील सिर से जुड़े होते हैं - एक प्रकाश स्रोत के लिए, दूसरा इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए।

सिंगल-बीम फाइबर ऑप्टिक केबल में समान केबलों की एक जोड़ी होती है, प्रत्येक एक एम्पलीफायर से जुड़ा होता है और इसका अपना ऑप्टिकल हेड होता है। एक केबल का उपयोग प्रकाश संचारित करने के लिए और दूसरे को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

फाइबर आमतौर पर कांच या प्लास्टिक होते हैं। प्लास्टिक - पतला, सस्ता, अधिक लचीला। कांच मजबूत है और उच्च तापमान पर काम कर सकता है। प्लास्टिक को लंबाई में काटा जा सकता है, लेकिन कांच केवल निर्माण चरण में काटा जाता है। फाइबर शीथ - एक्सट्रूडेड प्लास्टिक से हेवी-ड्यूटी स्टेनलेस स्टील ब्रेड तक।

ऑप्टिकल सेंसर चुनते समय सबसे महत्वपूर्ण बात सही ऑप्टिकल हेड चुनना है। आखिरकार, यह सिर की संवेदनशीलता के साथ ठीक है कि छोटे, स्थिर या गतिमान भागों का पता लगाने की सटीकता संबंधित है। वस्तु के सापेक्ष रिसीवर और एमिटर किस कोण पर स्थित होंगे, अनुमेय फैलाव क्या है। क्या एक गोल बीम बनाने के लिए तंतुओं के एक गोल बंडल की आवश्यकता होती है या क्षैतिज प्रक्षेपण के लिए एक विस्तारित बंडल की आवश्यकता होती है।

सर्कुलर बीम के लिए, फैलाने वाले सिर में वे समान रूप से सभी आउटपुट फाइबर के साथ एक आधा और दूसरे पर प्राप्त करने वाले फाइबर के साथ समान रूप से शाखाओं में बंटे हो सकते हैं। यह डिज़ाइन सामान्य है, लेकिन समकोण पर द्विभाजन रेखा पर जाने वाले भाग से जानकारी पढ़ने में देरी हो सकती है।

स्रोत और रिसीवर फाइबर का समान वितरण अधिक समान बीम में परिणाम देता है। समान बीम आपको तरंगों को भेजने और प्राप्त करने के प्रभावों को बराबर करने की अनुमति देते हैं, और वस्तु की गति की दिशा की परवाह किए बिना पता लगाना संभव हो जाएगा।

ऑप्टिकल हेड के प्रकार, केबल की लंबाई और एम्पलीफायर का ऑप्टिकल देखने की दूरी पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। सटीक अनुमान देना मुश्किल है, लेकिन निर्माता इन आंकड़ों का संकेत देते हैं। एक सिंगल बीम सेंसर में डिफ्यूज़ सेंसर की तुलना में व्यापक रेंज होती है। लंबे फाइबर, छोटी रेंज। बेहतर एम्पलीफायर - मजबूत सिग्नल, अधिक रेंज।

वितरित I/O का औद्योगिक स्वचालन में तेजी से उपयोग किया जाता है और ऑप्टिकल सेंसर से कई केबलों को एक ही कई गुना से जोड़ना संभव है।

ऑप्टिकल एम्पलीफायरों अक्सर स्टैंड-अलोन, सिंगल-चैनल डीआईएन रेल-माउंट डिवाइस होते हैं, आसानी से पैनल-माउंटेड होते हैं, और एकमात्र दोष व्यक्तिगत एम्पलीफायरों से रूटिंग कनेक्शन होता है।

संग्राहक कई ऑप्टिकल चैनलों को एक नियंत्रण केंद्र में समूहित कर सकता है: संग्राहक मेनू-संचालित डिस्प्ले से सुसज्जित हैं और प्रत्येक चैनल व्यक्तिगत रूप से प्रोग्राम करने योग्य है। कॉन्फ़िगर किए गए चैनलों का उपयोग AND / OR तर्क द्वारा किया जा सकता है, जो PLC के नियंत्रण को बहुत सरल करता है।

उच्च विद्युत शोर की परिस्थितियों में काम करने वाले सिस्टम में ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग अच्छा प्रदर्शन करता है। ऑप्टिकल फाइबर विद्युत शोर नहीं उठाते हैं और इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर कैबिनेट द्वारा संरक्षित होता है। डिवाइस असेंबली प्रक्रिया में कन्वेयर पर भागों की स्वचालित पहचान के साथ छोटी असेंबली लाइनें एक और बहुत ही आशाजनक और पहले से ही ऑप्टिकल सेंसर का काफी व्यापक अनुप्रयोग है।

सेंसर के आकार की परवाह किए बिना, अलग-अलग ओरिएंटेशन, अलग-अलग आकार, अलग-अलग फैलाव के साथ ध्यान केंद्रित सटीकता की वांछित डिग्री प्रदान करने के लिए - यह सब, नियंत्रण तर्क के साथ मिलकर संभावनाओं की एक बड़ी संभावना को खोलता है। उदाहरण के लिए, एक सेंसर उस हिस्से की उपस्थिति का पता लगाता है जहां असेंबली शुरू होती है, और दूसरा असेंबली के अंत की पुष्टि करता है।

इसके अलावा, आवेदन की परवाह किए बिना, उपयोगकर्ता के आवश्यक अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त मापदंडों के साथ सेंसर और सिर का चयन करना महत्वपूर्ण है: बिखरने, दूरी, नमूनाकरण, सेटिंग्स और प्रोग्रामिंग के संदर्भ में विकल्प।

केवल नकारात्मक पक्ष यह है कि आप तंतुओं को अत्यधिक मोड़ नहीं सकते। थोड़ा और झुकना आवश्यक है और तंतुओं की अपूरणीय प्लास्टिक विकृति होगी, थ्रूपुट कम हो जाएगा या पूरी तरह से गायब हो जाएगा। स्वीकार्य मोड़ त्रिज्या फाइबर के प्रकार और बंडल में फाइबर के आकार और फैलाव पर निर्भर करता है। आपके एप्लिकेशन के लिए सेंसर चुनते समय इन विशेषताओं पर विचार किया जाना चाहिए।