Замена индуктивного датчика

Мы, как специалисты в системах промышленной автоматизации, часто сталкиваемся с необходимостью замены индуктивных датчиков. Для знающего человека, работа с индуктивными датчиками не является даже рутинным событием - просто какое-то очередное действие. Для эксплуатирующего же персонала это может являться серьезной проблемой, которая только ухудшается стеснением озвучить свои вопросы или изначально неправильным пониманием работы системы автоматизации.

В промышленности и на производстве часто стоит задача определения положения какого-либо объекта. Это может быть подъехавшая кабина лифта, приблизившиеся металлическая болванка, кончик задвижки и так далее. Другими словами, во всех этих применениях нам нужен какой-то датчик положения. Задвижка закрылась? Можно запускать газ? Исторически датчиком положения в России может являться концевой выключатель типа ВПК 2110, ВП15 или тому подобное. Когда же возникает вопрос компактности или хоть какой-то точности, то любят использовать микропереключатель типа какого-нибудь МП2101.

На основе и своего, и мирового опыт мы категорически не рекомендуем использовать концевой выключатель в технологическом процессе. Концевые выключатели по международной классификации уже начинают называться "Выключателями безопасности". Потому, что подобная конструкция предназначена для нечастого, но надёжного срабатывания. Это и описывает полностью элемента системы обеспечения безопасности. Частое же срабатывание приводит к механическому износу изделия.

Индуктивный датчик же представляет собой бесконтактным датчиком. В чём плюс? Допустим датчик используется для определения положения задвижки. Подали сигнал и задвижка должны была закрыться для перехода к следующему этапу технологического процесса. Как же нам убедиться что задвижка не должна была, а на самом деле закрылась? Для этого нужен датчик. Использование механического датчика возможно, но тогда надо задаться вопросом о частоте закрытия-открытие задвижки. Ведь частое механическое воздействие приводит к физическому износу датчика. Например, у ВПК 2110 подвижный механизм крепится к корпусу гайкой. Каждое воздействие на механизм приводит к ослабеванию гайки вплоть до её потери. А неисправности датчики - это, мягко говоря, весьма сложный момент для любого качественного производства.

Индуктивный же датчик не имеет проблемы механического износа - он будет работать столько, сколько надо. Это только повышает надёжность технологического процесса. Датчик индуктивности бесконтактный, а это также значит что обслуживающему персоналу сложнее его обмануть. Если головку (подвижный) элемент концевого выключателя персонал может просто отвернуть в другую сторону, то с индуктивным это уже не вариант.

Мы все знаем в каких условиях приходится работать оборудованию. Обеспечить долговременную защиту датчика по IP быстро становится амбициозной задачей. Индуктивный же датчик обычно представляет из себя единое целое, что уже означает принципиально более высокую защиту от воздействия окружающей среды. Но это не предел. Корпус и внешние материалы индуктивного датчика могут выполняться и из специализированных материалов - для обеспечения химического сопротивления, для обеспечения гигиеничности и так далее.

Не только химическое или атмосферное воздействие приводит к порче. Мы чрезвычайно часто сталкиваемся с физического поломкой в следствии кинетического воздействия. Слишком умно звучит? Если проще, то датчик маленький, а на производстве периодически падают большие и тяжелые вещи. Это ломает датчики. Или, коннектор - провод подключения.

Обозначив все основные моменты, вернёмся же к замене сломавшегося или установке нового датчика.

Первое. Расстояние срабатывания датчика.

Это расстояние в 95% случаев измеряется в миллиметрах или нескольких сантиметрах. При приближении металлического объекта происходит изменение индуктивности поля вокруг датчика... Но если не языком учителя физики, то расскажем иначе. Индуктивный датчик проще рассматривать в качестве индуктивного выключателя, который выключается-включается какой-нибудь металлической штукой. То есть подъехала задвижка ближе, чем на 5.0мм и датчик переключился. Отъехала на 5,01 мм и датчик выключился.

В интернете почему-то модно использование индуктивного датчика в контексте коленвала. Рассмотрим. В этом случае речь идёт о датчике положения коленвала в, например, системе зажигания. Здесь становится понятно причина невозможности использования даже микропереключателя а-ля МП 1101. Диапазон ближе-дальше чрезвычайно мал и не факт что подвижный элемент механического датчика будет корректно переключаться.

Говоря практически про расстояние срабатывания. Нельзя универсально сказать что "больше лучше" или "меньше лучше". Допустим надо отработать приближение или "вход". Допустим мимо нас едет на конвейере металлическая банка диаметром 40мм. Её ближайший край находится на удалении 10 мм от датчика. Тогда, по большой счёту, нам не может подойти любой датчик в диапазоне срабатывания 10-50мм. (Ну, или почти так в зависимости от тонкостей окружности).

Второе. Диаметр датчика.

Наиболее популярны индуктивные датчики цилиндрической форму по стандартам М6, М8, М10, М12 и так далее. Допустим речь идёт и конвейере со стенкой толщиной 1 мм. Тогда в этой стенке делается отверстие нужного диаметра, вставляется датчик, зажимается двумя гайками и всё хорошо. Иногда же из пластины делают уголок с отверстием нужного диаметра.

Поэтому если речь идёт о замене индуктивного датчика, то изначально следует задуматься о возможности его физической установки.

Отдельно заметим что диаметра датчика примерно пропорционален расстоянию срабатывания.

Третье. Подключение датчика PNP/NPN или про выходной сигнал.

Данный вопрос заслуживает отдельного обсуждения и поэтому затронем его поверхностно. Если на практическом уровне и абстагироваться от электроники, то PNP обычно используется в европейском оборудовании, а NPN обычно используется в американском оборудовании. Соответственно NPN редко являются складскими в России. Беда в том, что PNP или NPN важно на уровне самой системы, куда подключается датчик. Индуктивный датчик в нашем контексте практически всегда работает от постоянного тока, где становится важным что мы коммутируем (переключаем) - плюс или минус. Если Вы не хотите детально разобраться в хитростях электроники, то лучше сразу же обратить на это внимание при замене. Если же Вы берёте не на замену, то лучше выбрать PNP.

Четвёртое. Кабель подключения.

Кто первый раз сталкивается с подобной проблемой, тот либо жутко пугается, либо ошибается. Работа датчика обеспечивает на столько им самим. Сам датчик требуется подключить к вышестояющему оборудованию с помощью кабель. Стоп. Не пугаемся. Здесь следует подходить по-этапно.

Ставим новый индуктивный датчик или на замену? Если новый, то лучше кабель брать отдельно. Если же на замену, то надо посмотреть состояния кабеля на предмет его замены.

Смотрим размер и количество контактов. Если размер стандартен - М6, М8, М10, М12 и так далее, то гораздо интереснее с контактной группой. Обычно речь идёт просто о количестве контактов. Тем не менее, стоит обратить внимание на их расположение. Для этого практически всегда прилагается фото или схема.

Смотрим длину кабеля. Ну, хоть здесь всё понятно)

Смотрим индивидуальные моменты. Из какого материала сделан кабель? Каков его радиус загиба? Есть на нём светодиод сигнализации работы? Он прямого включения или углового? И много-много чего ещё.

Итого по кабелю подключения. Не стоит его бояться. Один раз возьмёте в руки и все страхи пропадут.

Пятое. Частоты работы.

На этом пункте, наверное, и закончим. Помните обсуждение механического выключателя, концевого выключателя? У его подвижных элементов есть (а) инерция и (б) время на перемещение. В виду этого, у них ярко ограничена частота включения-выключения. Индуктивные же датчики спокойно работают на сотнях или даже тысячах Гц или количестве переключений в секунду.

Почему это важно? Для того же датчика коленвала. Всё крутиться очень быстро - нельзя пропустить и надо правильно считать. Не очень понятно? Ставим, правильно подобрав расстояние срабатывания, индуктивный датчик на шестерёнку какого-то механизма. Это мы делаем для того, чтобы по количеству пройденных зубьев корректно считаться количество сделанных оборотов и/или положение. Если же шестерёнка будет крутиться быстро, то частота срабатывание датчика должна быть соответствующей.

Всё равно тяжело? Не волнуйтесь - для этого есть. Специалисты Texenergo установили на наших заводах и на заводах клиент тысячи индуктивных датчиков. Обращайтесь. Мы знаем что делать и как помочь.