Per produrre un risultato finale di alta qualità, l’automazione dei processi industriali richiede che numerosi componenti diversi funzionino perfettamente insieme. I sensori di posizione, un elemento modesto ma cruciale nell'automazione industriale, sono l'oggetto di questo articolo. I sensori di posizione negli impianti di produzione e lavorazione assicurano che i compiti cruciali vengano svolti come pianificato, il che aiuta nel monitoraggio e nella gestione dei processi produttivi. Per essere più precisi, il loro compito principale è trovare "bersagli" o spostare oggetti e segnalare la loro presenza o assenza. Le valvole pneumatiche hanno una varietà di usi perché possono trasmettere segnali al sistema dicendogli di eseguire un'azione preprogrammata quando un bersaglio si trova entro una distanza preimpostata dal sensore di posizione.

Il sensore di posizione invia un segnale che dice al sistema di interrompere l'esecuzione della funzione preprogrammata o di passare a un'altra funzione quando il bersaglio si allontana dal sensore di posizione. Sebbene teoricamente il bersaglio possa essere qualsiasi cosa, questo articolo esaminerà esclusivamente i bersagli metallici e i metodi “tradizionali” per localizzarli per ragioni di semplicità. Finecorsa meccanici, sensori di prossimità induttivi, finecorsa a molla e finecorsa sono alcune di queste tecnologie. Comprendere il linguaggio standard utilizzato dalla maggior parte dei produttori di sensori è utile prima di esaminare i numerosi tipi di sensori di posizione.

• Distanza di rilevamento: la separazione tra la superficie attiva e il bersaglio che attiva l'interruttore

• Isteresi: la distanza tra il punto di rilascio e il punto di azionamento dell'interruttore

• Ripetibilità: capacità dell'interruttore di identificare costantemente lo stesso target all'interno dello stesso intervallo.

• Tempo di risposta: l'intervallo tra il rilevamento del target e la generazione del segnale di uscita.

finecorsa meccanico

I dispositivi elettromeccanici chiamati finecorsa meccanici utilizzano il contatto fisico diretto con un bersaglio per rilevarne la posizione. Possono supportare carichi di corrente elevati e funzionare senza fonte di alimentazione. Gli interruttori meccanici non si preoccupano della polarità o della tensione perché utilizzano contatti a secco, che li rendono resistenti a vari difetti elettrici come rumore elettrico, interferenze in radiofrequenza, corrente di dispersione e caduta di tensione. Il braccio della leva, il pulsante, il corpo, la base, la testa, i contatti, i terminali e altri elementi mobili di questi interruttori richiedono spesso manutenzione. I finecorsa meccanici Votto potrebbero avere scarsa ripetibilità poiché sono in contatto fisico diretto con il bersaglio. Il bersaglio stesso e il braccio della leva possono usurarsi a causa del contatto fisico. Esistono anche aperture non protette che sono soggette a corrosione, polvere e umidità. A causa di questo problema, le aree pericolose certificate e i contatti sigillati spesso hanno un prezzo elevato.

Finecorsa a molla

Un finecorsa a molla è uno strumento elettromeccanico che utilizza l'attrazione magnetica per determinare la posizione di un bersaglio magnetico. All'interno dell'interruttore si trovano due piccoli poli metallici racchiusi in un tubo di vetro. Un "elemento canna" è ciò che è. Grazie alla sua sensibilità magnetica, l'elemento reed risponde ai bersagli magnetici attivandosi. Poiché non richiedono il contatto diretto con il bersaglio per funzionare, gli interruttori di finecorsa a molla offrono tutti i vantaggi degli interruttori meccanici evitando al tempo stesso i problemi di usura.

I normali target ferrosi non possono essere utilizzati con finecorsa a molla; sono necessari bersagli magnetici. L'interruttore reed è inaffidabile perché l'elemento reed, il tubo di vetro e i piccoli poli metallici si usurano piegandosi. Una bassa pressione di contatto potrebbe provocare vibrazioni dei contatti e segnali errati dall'ancia in situazioni di vibrazioni elevate.

Sensori di prossimità induttivo

Un dispositivo elettronico a stato solido chiamato sensore di prossimità induttivo utilizza i cambiamenti nel campo energetico di un oggetto metallico per determinare dove si trova. Non è richiesto il contatto fisico e non ci sono parti mobili che potrebbero incepparsi, usurarsi o danneggiarsi, il che riduce la manutenzione. Inoltre è resistente alla polvere e allo sporco perché non ha parti in movimento. I sensori di prossimità induttivi sono molto adattabili per una vasta gamma di applicazioni e sono disponibili in diverse dimensioni e design. I sensori di prossimità induttivi non possono tollerare carichi di corrente elevati e necessitano di una fonte di alimentazione esterna (elettricità) per funzionare. Potrebbero anche essere vulnerabili a cadute di tensione, correnti di dispersione, interferenze in radiofrequenza e rumore elettrico. Sbalzi estremi di temperatura e penetrazione di umidità possono occasionalmente essere dannosi per i sensori di prossimità induttivi.

finecorsa

Utilizzando una speciale tecnologia ibrida, gli interruttori di finecorsa possono localizzare bersagli ferrosi tramite campi elettromagnetici. Gli interruttori di finecorsa senza leva sono incredibilmente affidabili in situazioni difficili e nell'uso a lungo termine. Poiché non è necessario il contatto fisico o l'alimentazione esterna, sono possibili enormi carichi di corrente e nulla può incepparsi, piegarsi, frantumarsi o macinare. Simili agli interruttori meccanici, sono impermeabili al rumore elettrico, alle interferenze in radiofrequenza, alle correnti di dispersione e alle cadute di tensione. Inoltre non sono sensibili né alla polarità né alla tensione. Polvere, sporcizia, umidità, contatto fisico e la maggior parte degli agenti corrosivi o chimici non hanno alcun effetto sugli interruttori di finecorsa. La maggior parte dei tipi ha un ampio intervallo di temperature di esercizio e sono intrinsecamente sicuri. L'interruttore di finecorsa senza leva è perfetto per le applicazioni che richiedono impermeabilità e protezione contro le esplosioni grazie alle connessioni sigillate e alla solida custodia in metallo.

I sensori di posizione sono fondamentali per l'automazione dei processi industriali. Esistono numerose tecnologie di sensori di posizione sul mercato, ciascuna con una serie distinta di caratteristiche prestazionali. Per ottenere le prestazioni e l'affidabilità necessarie, è necessario prestare attenzione nella scelta del giusto tipo di sensore per l'applicazione.