Per ottenere un risultato finale di alta qualità, l'automazione dei processi industriali richiede che numerosi componenti diversi operino in perfetta sinergia. 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 garantiscono che le attività cruciali vengano svolte come previsto, contribuendo al monitoraggio e alla gestione dei processi produttivi. Più precisamente, il loro compito principale è quello di individuare "bersagli" o oggetti in movimento e segnalarne la presenza o l'assenza. Le valvole pneumatiche hanno diverse applicazioni, in quanto possono trasmettere segnali al sistema indicandogli di eseguire un'azione preprogrammata quando un bersaglio si trova entro una distanza predefinita dal sensore di posizione.

Il sensore di posizione invia un segnale che indica al sistema di interrompere l'esecuzione della funzione pre-programmata o di passare a un'altra funzione quando il bersaglio si allontana dal sensore. Sebbene il bersaglio possa teoricamente essere qualsiasi cosa, in questo articolo, per semplicità, ci concentreremo esclusivamente sui bersagli metallici e sui metodi "tradizionali" per localizzarli. Tra queste tecnologie si annoverano i finecorsa meccanici, i sensori di prossimità induttivi, i finecorsa a molla e gli interruttori di finecorsa in generale. Prima di esaminare i diversi tipi di sensori di posizione, è utile comprendere la terminologia standard utilizzata dalla maggior parte dei produttori di sensori.

• Campo di rilevamento: la distanza tra la superficie di rilevamento e il bersaglio di attivazione dell'interruttore

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

• Ripetibilità: la capacità dell'interruttore, per tutta la sua durata, di identificare in modo coerente lo stesso bersaglio all'interno dello stesso raggio d'azione.

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

interruttore di finecorsa meccanico

I dispositivi elettromeccanici chiamati finecorsa meccanici utilizzano il contatto fisico diretto con un oggetto da rilevare per determinarne la posizione. Possono sopportare carichi di corrente elevati e funzionare senza alimentazione esterna. I finecorsa meccanici non risentono della polarità o della tensione perché utilizzano contatti a secco, risultando quindi resistenti a vari difetti elettrici come disturbi elettrici, interferenze a radiofrequenza, correnti di dispersione e cadute di tensione. La leva, il pulsante, il corpo, la base, la testa, i contatti, i terminali e gli altri elementi mobili di questi interruttori richiedono spesso manutenzione. I finecorsa meccanici Votto potrebbero presentare una scarsa ripetibilità poiché sono a diretto contatto fisico con l'oggetto da rilevare. L'oggetto stesso, così come la leva, possono usurarsi a causa del contatto fisico. Sono inoltre presenti aperture non protette, soggette a corrosione, polvere e umidità. Per questo motivo, le aree pericolose certificate e i contatti sigillati comportano spesso costi elevati.

Interruttore a molla di limitazione

Un finecorsa a molla è un dispositivo elettromeccanico che utilizza l'attrazione magnetica per determinare la posizione di un bersaglio magnetico. All'interno dell'interruttore si trovano due piccoli contatti metallici racchiusi in un tubo di vetro. Questi contatti costituiscono un "elemento reed". Grazie alla sua sensibilità magnetica, l'elemento reed reagisce alla presenza di bersagli magnetici attivandosi. Poiché non richiedono il contatto diretto con il bersaglio per funzionare, i finecorsa a molla offrono tutti i vantaggi degli interruttori meccanici, evitando al contempo i problemi di usura.

Con gli interruttori di finecorsa a molla non è possibile utilizzare bersagli ferrosi standard; sono necessari bersagli magnetici. L'interruttore reed non è affidabile perché l'elemento reed, il tubo di vetro e i piccoli perni metallici si usurano a causa della flessione. Una bassa pressione di contatto può causare vibrazioni indesiderate dei contatti e segnali errati provenienti dal reed in situazioni di forte vibrazione.

Sensori di prossimità induttiva

Un dispositivo elettronico a stato solido chiamato sensore di prossimità induttivo utilizza le variazioni del campo energetico di un oggetto metallico per determinarne la posizione. Non è necessario il contatto fisico e non ci sono parti mobili che possano incepparsi, usurarsi o danneggiarsi, il che riduce la manutenzione. È inoltre resistente alla polvere e allo sporco poiché non ha parti mobili. I sensori di prossimità induttivi sono molto adattabili a una vasta gamma di applicazioni e sono disponibili in diverse dimensioni e modelli. I sensori di prossimità induttivi non tollerano carichi di corrente elevati e necessitano di una fonte di alimentazione esterna (elettricità) per funzionare. Possono anche essere vulnerabili a cali di tensione, correnti di dispersione, interferenze a radiofrequenza e rumore elettrico. Sbalzi di temperatura estremi e infiltrazioni di umidità possono occasionalmente danneggiare i sensori di prossimità induttivi.

interruttore limite limite

Grazie a una speciale tecnologia ibrida, i finecorsa senza leva sono in grado di individuare bersagli ferrosi tramite campi elettromagnetici. Questi dispositivi offrono un'affidabilità eccezionale anche in situazioni difficili e per un utilizzo prolungato. Non essendo necessario alcun contatto fisico o alimentazione esterna, consentono di gestire carichi di corrente elevatissimi senza rischio di inceppamenti, piegamenti, rotture o usura. Analogamente agli interruttori meccanici, sono immuni a disturbi elettrici, interferenze a radiofrequenza, correnti di dispersione e cali di tensione. Inoltre, non sono sensibili alla polarità né alla tensione. Polvere, sporco, umidità, contatto fisico e la maggior parte degli agenti corrosivi o chimici non hanno alcun effetto sui finecorsa. La maggior parte dei modelli presenta un ampio intervallo di temperatura di esercizio ed è intrinsecamente sicura. Il finecorsa senza leva è ideale per applicazioni che richiedono tenuta stagna e protezione antideflagrante, grazie alle connessioni sigillate e all'involucro metallico robusto.

I sensori di posizione sono fondamentali per l'automazione dei processi industriali. Sul mercato esistono numerose tecnologie di sensori di posizione, ognuna con un insieme distinto di caratteristiche prestazionali. Per ottenere le prestazioni e l'affidabilità necessarie, è fondamentale scegliere con cura il tipo di sensore più adatto all'applicazione.