V praxi se vyskytnou situace, kdy je nutné snadno zjišťovat zda se zařízení (dopravník, pohon, kolo, převodovka apod.) otáčí, resp. pohybuje, předepsanou rychlostí nebo zda se vůbec pohybuje. K tomu lze sice použít klasický indukční snímač, ale jen nutné k němu vytvořit vyhodnocovací elektroniku. Obě tyto komponenty již obsahuje indukční hlídač otáček firmy Turck umístěný ve válcovém závitovém pouzdře M18 nebo M30 mm a se spínaným výstupem. Senzor zjišťuje zda otáčky překročily nastavenou mez.
Před několika týdny mě osobně vyvstal problém, jak snadno, elegantně, nezávisle a hlavně rychle realizovat detekci a kontrolu pohybu dopravného pásu dopravníku ve stylu:
Obecně je možné pro tyto potřeby využít kontaktu od stykače pohonu dopravníku nebo z řídícího systému uživatele, což však vyžaduje spolupráci s uživatelem a často dost pracné natahování kabelu. Navíc tento způsob není vždy spolehlivý, protože v případě poruchy pohonu nebo chybné funkce systému může být sice tzv. signál "pás běží" nahozen, ale v praxi se dopravní pás nepohybuje. Druhou možností je použít klasický indukční snímač připojený na modul realizující vyhodnocení, například opakovaně startovatelný monostabilní klopný obvod. Snímač při opakovaném přiblížení a oddálení kovu, například realizované kovovým výstupkem na otáčejícím se vratném bubnu dopravníku nebo pomocí děrovaného kola na rameni běžící po vratné větvi pásu, generuje impulsy, jejichž počet za časovou jednotku odpovídá rychlosti pohybu. Monostabilní klopný obvod pak v případě, že dostává impulsy v daném časovém intervalu, má výstup překlopený do stavu log. 1. Jenže modul klopného obvodu musí být někde umístěn, nejlépe přímo v měřící jednotce, kde však nebývá vhodné volné místo. Navíc takový hotový modul reagující na impulsy délky okolo 20 ms se v nabídkách firem nějak nevyskytují a už vůbec ne malé zapouzdřené na DIN lištu. V tomto směru mi připadlo jako nevhodnější řešení použít indukční hlídač otáček z nabídky firmy Turck, který právě již v jednom jen o málo delším klasickém "běžném" válcovém pouzdře integruje jak indukční snímač, tak i vyhodnocovací elektroniku realizující porovnání frekvence příchozích impulzů s nastavenou hodnotou. Výstup je tvořen spínaným kontaktem, který tak stačí přímo připojit na vstup měřící jednotky. Vše je krásně kompaktní, malé, elegantní a odolně chráněno proti všem vlivům. |
Součástí balení je mimo matic a letáku i malý šroubováček pro nastavení potenciometru |
Bližší popis hlídače otáček firmy Turck
Já jsem konkrétně ve své aplikaci použil verzi indukčního hlídače otáček s válcovým pouzdrem s závitem M18 s připojeným 2 m kabelem, který se skrývá v nabídce firmy Turck pod označením DBi5U-M18E-AP4X3. Dále však samozřejmě nabízí i pouzdro M30 a provedení s konektorem. Uvedený typ má možnost nastavení detekčního, resp. spínacího bodu prostřednictvím potenciometru umístěného na zadní straně pouzdra společně se dvěma LED diodami. Jiné typy však mají nastavení tlačítkem a teach módu nebo jen pevnou mezní hodnotu otáček, resp. frekvence impulzů ze indukčního snímače. Typ DBi5U-M18E-AP4X3 je ve vestavném provedení, tzn. že čelo senzoru může být zarovnáno s okolním kovovým povrchem, například držáku a mohou být umístěny blíže u sebe. Tato výhoda je vykoupena nižší spínací vzdáleností (do 5 mm) než u nevestavného provedení (až 10 mm), které jsou samozřejmě také v nabídce. |
Princip funkce: Indukčním snímačem vygenerovaná sekvence pulzů je v MCU porovnána s nastavenou referenční hodnotou. Při nízké úrovni hodnoty otáček je výstup rozepnutý (stav log. 0). Při překročení otáček bude výstup sepnutý (stav log. 1). Doba náběhu (AÜ) je aktivována při vypnutí napájecího napětí senzoru a sepne výstup na dobu 5 sekund (doba rozběhu pohonu).
|
Blokové uspořádání senzoru hlídače otáček Turck |
Závislost spínání výstupu na aktuální hodnotě i průběhu otáček v čase
Základní parametry:
- Detekce otáček / spínací bod: 3 až 3000 1/min (0.05 Hz … 50.0 Hz)
- Nastavení spín. bodu: potenciometrem
- Hystereze (rozsah otáček): 3 … 15
- Spínací vzdálenost Sn: 0 až 5 mm
- Hystereze: 3.0 % až 15.0 % z rozsahu
- Opakovatelnost: 2.0 %
- Napájecí napětí: 10 až 65 V DC
- Provozní proud: typ. 200 mA
- Výstup: třívodičové připojení - napájení a spínací kontakt PNP
- Připojení: kabel LifYY 3 x 0.34 mm2
- Provedení vestavné
- Pouzdro: závitové M18 x délka 75 mm, materiál: CuZn/chromovaný, plastová aktivní plocha (PBT)
- Stupeň krytí: IP67
- Pracovní teplota: -30 až + 85 °C
- Indikace napájení zelenou LED a stavu výstupu LED zelená / žlutá / modrá
- Ostatní: ochrana proti zkratu, ochrana proti přerušení vodiče / přepólování
Závěr - praktické zkušenosti
Co říct k praktické funkci? Prostě stačí vybalit došlý senzor zapojit, víceotáčkovým potenciometrem a přibaleným šroubováčkem nastavit požadovanou spínací hranici (proti směru hodin se spínací hranice snižuje) a vše na jedničku funguje tak, jak podle informací má. Modrá LED poblikává v rytmu generovaných impulzů (indikuje funkce indukčního snímače) a druhá dvoubarevná LED se vždy při překročení frekvence (otáček) spínací hranice přepne ze světle zelené barvy na oranžovou (výstup sepnutý). Z pohledu instalace mého senzoru DBi5U-M18E-AP4X3 je vhodné pro spolehlivou funkci jej upevnit od detekovaných kovových prvků s mezerou 2 - 4 mm a otvory ve snímacím kole nebo vzdálenost mezi nejbližšími kovovými výstupky by měli být alespoň 2 x průměr senzoru, tj. 36 mm.
Antonín Vojáček
vojacek@ hwg.cz
DOWNLOAD & Odkazy
- Domovská stránka české pobočky firmy Turck, distributora uvedených snímačů v ČR - www.turck.cz
- Další články týkající se senzorů na serveru automatizace.HW.cz