Kvaliteetse lõpptulemuse saavutamiseks on tööstusprotsesside automatiseerimiseks vaja arvukalt erinevaid komponente, mis töötaksid laitmatult koos. Selle artikli teemaks on positsiooniandurid, mis on tööstusautomaatika tagasihoidlik, kuid oluline element. Tootmis- ja töötlemisrajatistes olevad positsiooniandurid tagavad oluliste ülesannete plaanipärase täitmise, mis aitab tootmisprotsesse jälgida ja hallata. Täpsemalt öeldes on nende peamine ülesanne leida „sihtmärke” või liikuvaid asju ja teatada nende olemasolust või puudumisest. Pneumaatilistel ventiilidel on mitmesuguseid kasutusvõimalusi, kuna need võivad süsteemile edastada signaale, mis käsivad sellel teostada eelprogrammeeritud toimingu, kui sihtmärk asub positsiooniandurist etteantud kaugusel.

Positsiooniandur annab süsteemile signaali, mis käsib lõpetada eelprogrammeeritud funktsiooni täitmise või lülituda teisele funktsioonile, kui sihtmärk liigub positsiooniandurist eemale. Kuigi sihtmärk võib teoreetiliselt olla ükskõik mis, uurib see artikkel lihtsuse huvides ainult metallilisi sihtmärke ja nende asukoha määramise „peamisi” meetodeid. Mehaanilised piirlülitid, induktiivsed lähedusandurid, vedruga piirlülitid ja piirlülitid on mõned neist tehnoloogiatest. Enne paljude positsiooniandurite tüüpide ülevaatamist on kasulik mõista enamiku anduritootjate poolt kasutatavat standardkeelt.

• Tundmisulatus: kaugus tuvastava pinna ja lülitit aktiveeriva sihtmärgi vahel

• Hüsterees: vabastuspunkti ja lüliti käivituspunkti vaheline kaugus

• Korduvus: lüliti eluea jooksul võime järjepidevalt tuvastada sama sihtmärki samas vahemikus.

• Reaktsiooniaeg: ajavahemik sihtmärgi tuvastamise ja väljundsignaali genereerimise vahel.

mehaaniline piirlüliti

Elektromehaanilised seadmed, mida nimetatakse mehaanilisteks piirlülititeks, kasutavad sihtmärgi asukoha tuvastamiseks otsest füüsilist kontakti sihtmärgiga. Need taluvad suuri voolukoormusi ja töötavad ilma toiteallikata. Mehaanilised lülitid ei hooli polaarsusest ega pingest, kuna nad kasutavad kuivkontakte, mis muudab nad vastupidavaks mitmesugustele elektrilistele vigadele, nagu elektriline müra, raadiosageduslikud häired, lekkevool ja pingelangus. Nende lülitite hoob, nupp, korpus, alus, pea, kontaktid, klemmid ja muud liikuvad elemendid vajavad sageli hooldust. Votto mehaanilistel piirlülititel võib olla halb korduvtäpsus, kuna need on sihtmärgiga otseses füüsilises kontaktis. Nii sihtmärk ise kui ka hoob võivad füüsilise kokkupuute tõttu kuluda. Samuti on olemas kaitsmata avad, mis on vastuvõtlikud korrosioonile, tolmule ja niiskusele. Selle probleemi tõttu on sertifitseeritud ohtlikud alad ja suletud kontaktid sageli kõrge hinnaga.

Piirvedru lüliti

Vedrulüliti on elektromehaaniline tööriist, mis kasutab magnetilist külgetõmbejõudu magnetilise sihtmärgi asukoha määramiseks. Lüliti sees on kaks väikest metallharu, mis on suletud klaastorusse. See ongi "keeliribaelement". Tänu oma magnetilisele tundlikkusele reageerib keeliribaelement magnetilistele sihtmärkidele aktiveerides. Kuna vedrulülitid ei vaja toimimiseks otsest kokkupuudet sihtmärgiga, pakuvad need kõiki mehaaniliste lülitite eeliseid, vältides samal ajal kulumisprobleeme.

Tavalisi raudsihtmärke ei saa vedrulülititega kasutada; vajalikud on magnetilised sihtmärgid. Keellüliti on ebausaldusväärne, kuna keelielement, klaastoru ja väikesed metallharud väsivad painutamisel. Madal kontaktrõhk võib põhjustada kontaktide värisemist ja keelilt tulevaid valesignaale suure vibratsiooniga olukordades.

Induktiivsed lähedusandurid

Induktiivseks lähedusanduriks kutsutav tahkiselektrooniline seade kasutab metalleseme energiavälja muutusi selle asukoha määramiseks. Füüsiline puudutus pole vajalik ning puuduvad liikuvad osad, mis võiksid kinni kiiluda, kuluda või kahjustuda, mis vähendab hooldusvajadust. See on ka tolmu- ja mustusekindel, kuna sellel pole liikuvaid osi. Induktiivsed lähedusandurid on väga kohandatavad mitmesuguste rakenduste jaoks ning neid on saadaval erinevates suurustes ja konstruktsioonides. Induktiivsed lähedusandurid ei talu suuri voolukoormusi ja vajavad toimimiseks välist toiteallikat (elektrit). Samuti võivad need olla tundlikud pingelanguste, lekkevoolude, raadiosageduslike häirete ja elektrilise müra suhtes. Äärmuslikud temperatuurikõikumised ja niiskuse sissetungimine võivad induktiivsetele lähedusanduritele aeg-ajalt kahjulikud olla.

piirlüliti

Spetsiaalset hübriidtehnoloogiat kasutades suudavad piirlülitid elektromagnetväljade abil leida raudmetalle. Kangivabad piirlülitid on uskumatult töökindlad nii keerulistes olukordades kui ka pikaajalisel kasutamisel. Kuna füüsilist puudutust ega välist toidet pole vaja, on võimalikud suured voolukoormused ning miski ei saa kinni kiiluda, painduda, puruneda ega krigiseda. Sarnaselt mehaaniliste lülititega on need vastupidavad elektrilisele mürale, raadiosageduslikele häiretele, lekkevooludele ja pingelangustele. Samuti ei ole need polaarsuse ega pinge suhtes tundlikud. Tolm, mustus, niiskus, füüsiline puudutus ja enamik söövitavaid aineid või kemikaale ei mõjuta piirlülitid. Enamikul tüüpidel on lai töötemperatuuri vahemik ja need on sisemiselt ohutud. Kangivaba piirlüliti sobib ideaalselt rakendusteks, mis vajavad veekindlust ja plahvatuskindlust tänu oma suletud ühendustele ja tugevale metallkorpusele.

Positsiooniandurid on tööstusprotsesside automatiseerimisel üliolulised. Turul on arvukalt positsiooniandurite tehnoloogiaid, millel kõigil on erinevad jõudlusomadused. Vajaliku jõudluse ja töökindluse saavutamiseks tuleks hoolikalt valida rakenduse jaoks õiget tüüpi andur.