औद्योगिक ऑटोमेशन सिस्टममध्ये फायबर ऑप्टिक सेन्सर

स्वयंचलित लाईनवर कन्व्हेयरच्या भागाची उपस्थिती निश्चित करणे, लाइटिंग डिव्हाइसच्या ऑपरेशनबद्दल माहिती मिळवणे, कॉम्पॅक्ट परंतु कार्यक्षम मशीनचे व्यवस्थापन करणे.. सर्वत्र प्रक्रियेच्या नियंत्रणामध्ये किमान त्रुटी आवश्यक आहेत आणि जर बिघाड झाला तर उद्भवते, खराबीचे कारण जाणून घेणे महत्वाचे आहे, जेणेकरून भविष्यात चुका पुनरावृत्ती होणार नाहीत, कारण आधुनिक तांत्रिक प्रक्रिया खराब गुणवत्ता सहन करत नाहीत. येथे सेन्सर्स बचावासाठी येतात.

सेन्सर्सचे बरेच प्रकार आहेत: चुंबकीय, प्रेरक, फोटोइलेक्ट्रिक, कॅपेसिटिव्ह — त्या प्रत्येकाचे स्वतःचे फायदे आणि तोटे आहेत. फोटोव्होल्टेइक सर्वात अष्टपैलू आहे. येथे लेसर आणि इन्फ्रारेड, सिंगल बीम आणि परावर्तक आहेत. परंतु आम्ही ऑप्टिकल सेन्सर पाहू, कारण त्यांच्याकडे सर्वात विस्तृत कॉन्फिगरेशन पर्याय आहेत आणि ते अगदी कठीण-पोहोचण्याच्या ठिकाणांसाठी देखील आदर्श आहेत.

ऑप्टिकल ऑप्टिकल सेन्सर उपकरणांच्या जोडीमध्ये विभागलेला आहे: एक ऑप्टिकल फोटोव्होल्टेइक अॅम्प्लिफायर आणि ऑप्टिकल हेड असलेली ऑप्टिकल केबल. केबल अॅम्प्लीफायरमधून प्रकाश टाकते.

तत्त्व सोपे आहे.एमिटर आणि रिसीव्हर एकत्र काम करतात: रिसीव्हर एमिटरद्वारे उत्सर्जित होणारी प्रकाश लहर ओळखतो. तांत्रिकदृष्ट्या, ही प्रक्रिया वेगवेगळ्या प्रकारे पार पाडली जाते: प्रकाश तरंगाच्या कोनाचा मागोवा घेणे, प्रकाशाचे प्रमाण मोजणे किंवा एखाद्या वस्तूचे अंतर मोजण्यासाठी प्रकाश लहरीचा परतावा वेळ मोजणे.

ऑप्टिकल स्त्रोत आणि रिसीव्हर फक्त डोक्यात (डिफ्यूज किंवा रिफ्लेक्टिव युनिट्स) स्थित असू शकतात किंवा ते वेगळे केले जाऊ शकतात - दोन हेड (सिंगल बीम). फायबर ऑप्टिक सेन्सर हेडमध्ये आतील इलेक्ट्रॉनिक्स असतात, तर रिसीव्हर थेट ऑप्टिकल फायबरद्वारे इलेक्ट्रॉनिक्सशी जोडलेला असतो. प्राप्त आणि प्रसारित लहरी फायबरमधून ऑप्टिकल नेटवर्कमध्ये हाय-स्पीड डेटा ट्रान्समिशनप्रमाणेच प्रवास करतात.

या पृथक्करणाचा फायदा असा आहे की रिसीव्हर मोजलेल्या ऑब्जेक्टवर स्थापित केला जातो. फायबर ऑप्टिक केबल राउट केली जाते आणि अॅम्प्लिफायरशी जोडलेली असते, जी एका विशेष कंट्रोल कॅबिनेटमध्ये असते जी मॅन्युफॅक्चरिंग प्लांटच्या अनेकदा कठोर बाह्य वातावरणापासून अॅम्प्लीफायरचे संरक्षण करते. पर्यायांची निवड वैविध्यपूर्ण आहे. अॅम्प्लीफायर्स साधे आणि जटिल आहेत, विशेषत: बहु-कार्यात्मक, तर्कशास्त्र आणि स्विचिंग ऑपरेशन्स करण्याची क्षमता.

फायबर-ऑप्टिक सेन्स अॅम्प्लिफायरच्या मूलभूत संचामध्ये कमीतकमी इलेक्ट्रॉनिक घटक आणि कार्यक्षमता असते आणि सर्वात अत्याधुनिक प्लग-अँड-प्ले असतात, इलेक्ट्रॉनिक्स पूर्णपणे सानुकूलित केले जातात. काही सेन्सर इलेक्ट्रॉनिक्स 10 पेक्षा जास्त इनपुट फायबर हाताळण्यास सक्षम आहेत. अर्थात, एक संकेत देखील आहे. सेन्सर योग्यरित्या काम करत आहे की नाही हे निर्देशक दर्शवतात. यात इतर वैशिष्ट्ये देखील आहेत.

कंट्रोलरचा इंटरफेस आउटपुट फॉरमॅटद्वारे निर्धारित केला जातो.सेन्सर सेटअप आणि अॅम्प्लिफायर रीसेट दोन्ही येथे प्रदान केले आहेत. आउटपुट सामान्यतः उघडे असतात, सामान्यतः बंद, कलेक्टर, एमिटर, पुश. कनेक्शन मल्टी-कोर केबलसह केले जातात. प्रोग्रामिंग बटणे किंवा फक्त पोटेंशियोमीटर वापरून केले जाते.

अशा सेन्सर पर्यायांद्वारे अतिरिक्त लवचिकता प्रदान केली जाते जसे की: चालू / बंद विलंब, पल्स आउटपुट, मधूनमधून सिग्नल काढून टाकणे, - उत्पादन प्रक्रियेच्या वैयक्तिक आवश्यकतांनुसार अॅम्प्लीफायर पॅरामीटर्सचे तपशील आणि समायोजन करण्यात अधिक स्वातंत्र्य प्राप्त करण्यासाठी. विलंब आपल्याला कार्यरत शरीराच्या प्रतिक्रियेस विलंब करण्यास परवानगी देतो, व्यत्यय आणणारे सिग्नल कामाच्या परिस्थितीचे उल्लंघन झाल्याचे लक्षण म्हणून काम करतात. सर्व काही वैयक्तिकृत आहे.

आउटपुट स्थितीचे एलईडी संकेत किंवा सिग्नल आणि आउटपुट स्थितींबद्दल माहिती असलेल्या डिस्प्लेची उपस्थिती हे प्रगत पर्याय आहेत जे फील्डमध्ये ट्रान्समीटरचे निदान आणि प्रोग्रामिंग करण्यास अनुमती देतात.

बदलत्या वातावरणात अधिक स्थिर मापनांसाठी, वाढीव सॅम्पलिंग रेट आणि सिग्नल फिल्टरिंगसह सेन्सर योग्य आहे. तथापि, डिव्हाइस अद्याप कमी वारंवारतेवर कार्य करेल PLC साठी ते उपयुक्त होईल. चालू/बंद विलंब आउटपुट आणि इनपुट सिग्नल जुळण्यास मदत करतात.

सहाय्यक ब्लॉक्सचा वापर प्रोग्रामिंगच्या शक्यतांचा विस्तार करेल, उदाहरणार्थ, काच किंवा स्विचिंग पॉईंट्स दरम्यान स्विच ऑफ / ऑन करण्यासाठी प्रोग्रामसारख्या विशेष सामग्रीसह काम करताना आपण मोजमाप घटकाची संवेदनशीलता समायोजित करू शकता: वर्कपीसच्या स्थितीचा मागोवा घेणे आणि अंतराळात त्याचे स्थान.

फायबर ऑप्टिक केबल्सचे सौंदर्य हे आहे की ते विद्युत् प्रवाहाऐवजी प्रकाश प्रसारित करतात.वेगवेगळ्या सामग्रीचे कॉन्फिगरेशन शक्य आहे, डोक्याच्या संवेदनशीलतेच्या वेगवेगळ्या अंशांसह.

डिफ्यूज फायबर ऑप्टिक केबलमध्ये पैलूंचा एक जोडी असतो, ज्यापैकी एक अॅम्प्लिफायरकडे जातो आणि दुसरा सेन्सिंग हेडकडे जातो. त्याच वेळी, दोन केबल्स संवेदनशील डोक्याशी जोडल्या जातात - एक प्रकाश स्रोतासाठी, दुसरी इलेक्ट्रॉनिक्ससाठी.

सिंगल-बीम फायबर ऑप्टिक केबलमध्ये एकसारख्या केबल्सची जोडी असते, प्रत्येक अॅम्प्लिफायरशी जोडलेली असते आणि तिचे स्वतःचे ऑप्टिकल हेड असते. एक केबल प्रकाश प्रसारित करण्यासाठी वापरली जाते आणि दुसरी प्राप्त करण्यासाठी.

तंतू स्वतः सहसा काच किंवा प्लास्टिक असतात. प्लास्टिक - पातळ, स्वस्त, अधिक लवचिक. काच मजबूत आहे आणि उच्च तापमानात काम करू शकते. प्लॅस्टिकची लांबी कापली जाऊ शकते, परंतु काच फक्त उत्पादनाच्या टप्प्यावर कापली जाते. फायबर शीथ — एक्सट्रुडेड प्लास्टिकपासून हेवी-ड्यूटी स्टेनलेस स्टीलच्या वेणीपर्यंत.

ऑप्टिकल सेन्सर निवडताना सर्वात महत्वाची गोष्ट म्हणजे योग्य ऑप्टिकल हेड निवडणे. शेवटी, हे तंतोतंत डोक्याच्या संवेदनशीलतेशी संबंधित आहे की भाग शोधण्याची अचूकता, लहान, स्थिर किंवा हालचाल, संबंधित आहे. ऑब्जेक्टच्या सापेक्ष रिसीव्हर आणि एमिटर कोणत्या कोनात स्थित असतील, परवानगीयोग्य फैलाव काय आहे. गोलाकार बीम तयार करण्यासाठी तंतूंचा एक गोल बंडल किंवा क्षैतिज प्रोजेक्शन तयार करण्यासाठी विस्तारित बंडल आवश्यक आहे का.

वर्तुळाकार बीम्ससाठी, डिफ्यूज हेडमध्ये ते सर्व आउटपुट तंतू एका अर्ध्या भागावर आणि दुसर्‍या बाजूस प्राप्त तंतूंसह समान रीतीने शाखाबद्ध केले जाऊ शकतात. हे डिझाइन सामान्य आहे, परंतु द्विभाजन रेषेकडे काटकोनात फिरणाऱ्या भागापासून माहिती वाचताना विलंब होऊ शकतो.

स्त्रोत आणि रिसीव्हर तंतूंचे एकसमान वितरण अधिक एकसमान बीममध्ये परिणाम करते. एकसमान बीम आपल्याला लाटा पाठविण्याच्या आणि प्राप्त करण्याच्या परिणामांची समानता करण्यास अनुमती देतात आणि ऑब्जेक्टच्या हालचालीची दिशा विचारात न घेता शोध निघेल.

ऑप्टिकल हेडचा प्रकार, केबलची लांबी आणि अॅम्प्लीफायरचा ऑप्टिकल पाहण्याच्या अंतरावर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. अचूक अंदाज देणे कठीण आहे, परंतु उत्पादक हे डेटा सूचित करतात. सिंगल बीम सेन्सरमध्ये डिफ्यूज सेन्सरपेक्षा विस्तृत श्रेणी असते. लांब तंतू, लहान श्रेणी. उत्तम अॅम्प्लिफायर — मजबूत सिग्नल, मोठी श्रेणी.

वितरीत I/O औद्योगिक ऑटोमेशनमध्ये वाढत्या प्रमाणात वापरले जात आहे आणि ऑप्टिकल सेन्सरपासून अनेक केबल्स एकाच मॅनिफोल्डशी जोडणे शक्य आहे.

ऑप्टिकल अॅम्प्लीफायर्स हे बहुधा स्टँड-अलोन, सिंगल-चॅनल डीआयएन रेल-माउंट डिव्हाइसेस असतात, सहजपणे पॅनेल-माउंट केले जातात आणि वैयक्तिक अॅम्प्लीफायर्सच्या रूटिंग कनेक्शनमध्ये एकमेव कमतरता असते.

कलेक्टर एकाधिक ऑप्टिकल चॅनेल एका नियंत्रण केंद्रामध्ये गटबद्ध करू शकतो: संग्राहक मेनू-चालित डिस्प्लेसह सुसज्ज आहेत आणि प्रत्येक चॅनेल वैयक्तिकरित्या प्रोग्राम करण्यायोग्य आहे. कॉन्फिगर केलेले चॅनेल AND/OR लॉजिकद्वारे वापरले जाऊ शकतात, जे पीएलसीचे नियंत्रण मोठ्या प्रमाणात सुलभ करते.

ऑप्टिकल फायबरचा वापर उच्च विद्युत आवाजाच्या परिस्थितीत कार्यरत असलेल्या प्रणालींमध्ये चांगले कार्य करतो. ऑप्टिकल फायबर विजेचा आवाज उचलत नाहीत आणि इलेक्ट्रॉनिक अॅम्प्लिफायर कॅबिनेटद्वारे संरक्षित आहे. डिव्हाइस असेंबली प्रक्रियेत कन्व्हेयर्सवरील भागांची स्वयंचलित ओळख असलेल्या लहान असेंब्ली लाइन ही ऑप्टिकल सेन्सर्सची आणखी एक आशादायक आणि आधीच व्यापक अनुप्रयोग आहे.

सेन्सरच्या आकाराची पर्वा न करता, लक्ष केंद्रित अचूकतेची इच्छित डिग्री प्रदान करण्यासाठी भिन्न अभिमुखता, भिन्न आकार, भिन्न फैलाव असलेले हेड — हे सर्व, नियंत्रण तर्कशास्त्रासह, शक्यतांची प्रचंड क्षमता उघडते. उदाहरणार्थ, एक सेन्सर एका भागाची उपस्थिती ओळखतो जिथे असेंब्ली सुरू होते आणि दुसरा असेंब्ली संपल्याची पुष्टी करतो.

तसेच, अनुप्रयोगाची पर्वा न करता, वापरकर्त्याच्या आवश्यक अनुप्रयोगासाठी योग्य असलेल्या पॅरामीटर्ससह सेन्सर आणि हेड निवडणे महत्वाचे आहे: स्कॅटरिंग, अंतर, सॅम्पलिंग, सेटिंग्ज आणि प्रोग्रामिंगच्या दृष्टीने पर्याय.

फक्त तोटा म्हणजे तुम्ही तंतूंना जास्त वाकवू शकत नाही. थोडे अधिक वाकणे आवश्यक आहे आणि तंतूंचे अपूरणीय प्लास्टिक विकृत होईल, थ्रुपुट कमी होईल किंवा पूर्णपणे अदृश्य होईल. स्वीकार्य बेंड त्रिज्या फायबरच्या प्रकारावर आणि बंडलमधील तंतूंचा आकार आणि फैलाव यावर अवलंबून असते. आपल्या अनुप्रयोगासाठी सेन्सर निवडताना या वैशिष्ट्यांचा विचार केला पाहिजे.