Определение положения лазерным датчиком

В этой статье мы, как производитель и специалист в автоматизации, расскажем Вам про использование лазерных датчиков для измерения расстояния до объекта и/или наличия самого объекта.В промышленности и системах автоматизации постоянно встречается задача, когда требуется определить положение или наличие объекта. Например, закрыта задвижка или открыта, подъехала платформа или нет, есть банка с напитком на конвейере или нет.

Концевые выключатели

В России первой попыткой решения подобной задачи является использование концевых выключателей  - от ВПК2110 до ВП15М-21Б-231-54 У2.8 и до МП2101. Это может казаться хорошим решением, но только с рядом оговоров. На Западе подобные изделия уже давно называют выключателями безопасности. Это те изделия, которые должны гарантированно сработать ограниченной количество раз в нестандартной ситуации.

Материал предоставлен компанией Omron

К практическим ограничениям серий ВПК, ВП15 и МП стоит отнести их большой габарит, короткий срок качественной службы, скорость срабатывания.

Технологически использование этих серий не всегда возможно. Часто это связанно с работой в загрязнённой среде. Часто же требуется избегать механического контакта с подвижной частью. В таких случаях и если речь идёт про металлические объекты, то популярно использование индуктивных датчиков.

Индуктивные датчики

Индуктивные датчики в России обычно имеют подключение типа PNP. Что такое PNP, хорошо это или плохо - вне данной статьи. Что нам интересно - это подключение 3 проводами. Сегодня доступен огромный спектр индуктивных датчиков - с разным расстоянием срабатывания, с разной частотой работы, для различных сред и так далее.

Материал предоставлен компанией Omron

Принцип работы и применения этих датчиков достаточно прост. Выбирается место установки датчика и определяется расстояние срабатывания. Например, если речь идёт про банки на конвейре, то здесь расстояние срабатывание - это расстояние от головки датчика до точки прохождения банки. Если это, опять же например, 5 мм, то датчик переключается когда объект находится на расстоянии 5 мм и ближе.

Однако ничто не идеально и у индуктивных датчиков также есть недостатки. Во-первых, они не работают с картонными, пластиковыми и стеклянными объектами. Во-вторых, расстояние срабатывания по большому счёту не регулируется. В-третьих, расстояние срабатывания обычно невелико и измеряется сантиметрами. В-четвертых, это сложность оперативной замены в случае поломки. В-пятых, необученный персонал впадает в психологический ступор при столкновении с индуктивными датчиками.

Фотоэлектрические или лазерные датчики

Говоря про лазерные датчики, здесь мы подразумеваем лазерные датчики как развитие фотоэлектрических датчиков. Оставляя физическую составляющую за рамками данной статьи, далее будем использовать термины фотоэлектрический и лазерный взаимозаменяемо.

Фундаментально датчик излучает луч, который (а)принимается другим датчиком-приёмником (на пересечение луча), (б) отражается от отражателя и принимается излучающим же датчиком (называется ретро-рефлекторный) либо (в) отражается от самого объекта (называется диффузно-рефлекторный).

При общем широком ассортименте на рынке, руководствуясь практическим опытом, мы рекомендуем обратить внимание на лазерную серию E3Z производства японской Omron.

Материал предоставлен компанией Omron

Серия E3Z имеет кучу разных вариантов, но в данной статье речь идёт об определении расстояния до объекта. Поэтому нам актуальны модели E3Z-LS81 или E3Z-LS86, которые отличаются только наличием и отсутствием шнура подключения соответственно. Второй вариант особенно актуален в случае замены - вытащили кабель из датчика и быстро перевставили в новый.

Ну и оконечное же надо упомянуть особенности и многие из них мы очень любим.

Во-первых, датчик имеет настраиваемый рабочий диапазон от 30мм до 300мм. Это выгодное отличие от индуктивного датчика.

Во-вторых, он работает с различными материалами (не только металлы) и поверхностями (матовыми и глянцевыми).

В-третьих, он может иметь дискриминацию по цветам. См. видео выше - отлично отличает чёрный цвет от белого.

В-четвертых, доступен по цене и чертовски просто в настройке.