센서 이해하기

산업용 기계 및 처리 장비는 작동하는 센서 없이 작동하지 않습니다. 불량 센서는 컨트롤러에 신호를 보내지 않거나 이동 또는 작동을 활성화하여 생산을 중단시킵니다. 더 나쁜 것은 잘못된 신호나 잘못된 시간에 신호를 보내는 센서입니다. 이와 같은 "불발"은 사고와 비용이 많이 드는 충돌로 이어집니다.

센서는 아날로그 또는 디지털로 분류됩니다. 이 블로그 게시물은 디지털 센서 사용 및 사용 가능한 유형을 검토합니다. 또한 특정 애플리케이션에 적합한 디지털 센서를 선택하는 방법에 대한 몇 가지 지침을 제공합니다.

센서 사용 방법 및 위치

디지털 센서는 존재, 부재, 레벨 및 움직임의 위치를 ​​응답으로 동작을 수행할 대상에 전달하는 데 사용됩니다. 예를 들어 컨베이어의 컨테이너 감지, 액체 수위 측정, 메커니즘이 특정 위치에 도달했을 때 인식 등이 있습니다.

디지털 센서의 출력은 일반적으로 PLC의 IO 모듈로 들어갑니다. 어떤 경우에는 IO 하드웨어를 통해 PC에 공급되거나 덜 복잡한 구현에서는 릴레이에 직접 연결됩니다.

애플리케이션은 조작자에게 부품이 제자리에 있음을 알리기 위해 조명을 켜는 것만큼 간단할 수 있습니다. 더 복잡한 예는 컨트롤러에 부품이 잡혔다는 것을 알려주는 로봇 그리퍼의 부품 존재 센서입니다.

전기 기본 사항

대부분의 산업용 센서는 24Vdc를 사용합니다. (일부 산업에서는 120Vac를 선호합니다.) 이것은 센서 본체에서 나오는 3개의 와이어 중 2개로 구성됩니다. 세 번째는 신호 리드입니다. 센서는 PNP 또는 NPN 및 소싱 또는 싱킹으로 설명됩니다. 기존 센서를 교체하든, 시스템에 센서를 추가하든, 처음부터 시작하든 올바른 유형을 선택하는 것이 중요합니다.

1. PNP 및 NPN 센서

PNP 및 NPN은 센서 내의 트랜지스터가 신호를 켜고 끄는 방법을 나타냅니다. PNP 센서에서 신호는 스위치를 켜면 하이(+24V)가 되고 NPN 센서에서는 로우가 됩니다. 입력 모듈을 보완해야 하므로 올바른 유형을 사용하는 것이 중요합니다.

센서를 교체할 때 유럽 및 북미 기계 제조업체는 일반적으로 PNP 센서를 선호하는 반면 아시아 장비는 NPN을 사용하는 경우가 많습니다.

2. 소싱 및 싱킹

이 용어는 또한 센서의 트랜지스터와 관련이 있습니다. PNP 센서에서 신호는 논리 참을 나타내기 위해 +24V로 올라가고 이것은 PLC DI 모듈로 흐릅니다. 따라서 센서는 소스이고 DI 모듈은 싱크입니다.

NPN 센서를 사용하면 이것이 싱크가 되고 PLC가 소스가 됩니다. 따라서 센서의 0V는 논리적 참입니다.

3. 스위칭 로직

센서는 평상시 열림(NO) 또는 평상시 닫힘(NC)으로 구성할 수 있습니다. 예를 들어 컨베이어의 광센서는 부품이 없을 때 낮은 신호를 출력하고 빔이 차단되면 높음으로 전환하거나 그 반대일 수 있습니다.

또한 센서를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있습니다. 이것은 PLC에 실행되는 전선의 수와 필요한 PLC 프로그래밍의 양을 줄이는 AND 및 OR 기능을 생성할 수 있는 기회를 제공합니다.

디지털 센서 유형

• 광전 - 광전지를 사용하여 광선을 감지합니다. 광원이 약간 떨어져 있을 수 있으므로 이러한 유형의 센서는 컨베이어 애플리케이션에 적합합니다.
• 유도 - 변동하는 전자기장을 방출하는 코일을 통합합니다. 필드를 통과하는 금속은 출력을 유발하는 교란을 생성합니다. 유도형 센서는 매우 짧은 범위의 애플리케이션을 위한 것입니다.
• 커패시티브 – 전기 커패시터와 동일한 원리를 사용하여 근처에 있는 물질의 존재를 감지합니다. 전도성 및 비전도성 재료 모두에 사용할 수 있습니다.

디지털 센서 선택 고려사항

주요 사항은 다음과 같습니다.

• 대상 위치 및 거리 – 센서가 접촉식인지 비접촉식인지 결정합니다.
• 타겟 유형 – 금속 또는 비금속, 고체 또는 액체, 투명 또는 불투명, 반사 또는 비반사
• 사용 가능한 공간 – 12mm 직경의 본체에서 모든 센서를 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 다른 사람들은 더 많은 공간이 필요합니다.
• 작업 환경 – 세척? 방폭? 높은 수준의 먼지나 습기가 있습니까?
• 연결 – PNP 또는 NPN? 24Vdc 또는 120Vac? 아니요 아니면 NC인가요?
• 감도, 분해능, 정확도 및 반복성은 센서에 필요한 성능을 정의합니다.

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최고의 센서는 설치된 기계 또는 기타 장치의 반복 가능하고 정확하며 안정적인 작동을 제공합니다. 반대로 잘못된 선택은 일관되지 않은 작동으로 이어져 품질이 다양하고 자주 중단되며 위험한 작업 환경을 조성할 수도 있습니다.

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John Henry Foster는 최근 Sensors Incorporated와 Sensors Integration을 인수했습니다. Sensors는 OEM, 시스템 통합업체 및 최종 사용자를 위한 기술 서비스 및 지원과 함께 산업용 센서, 안전 및 머신 비전을 통합하는 국가적 리더입니다. 두 회사는 계속해서 서로 독립적으로 운영되지만 두 회사는 서로 강력한 지적 자원과 지식 공유를 보유하고 있습니다.

이미지 제공:Banner Engineering 및 Sensors Incorporated