Non esiste un unico elenco universale di soli quattro tipi di sensori. I sensori possono essere classificati in base a ciò che misurano, al modo in cui rilevano un cambiamento, al segnale in uscita o alla loro applicazione industriale.

Tuttavia, nell’automazione industriale, quattro delle categorie di sensori più comuni sono:

1. Sensori di temperatura
2. Sensori di pressione
3. Sensori di prossimità
4. Sensori di livello

Questi sensori aiutano le macchine a misurare le condizioni fisiche, monitorare i processi, controllare le apparecchiature, prevenire guasti e migliorare l’efficienza produttiva.

Quando si seleziona a Sensore Hirschmann soluzione o un sistema di connessione di sensori compatibile, gli acquirenti dovrebbero considerare qualcosa di più della semplice funzione di rilevamento. Sono importanti anche il tipo di connettore, l'uscita elettrica, la tensione, la lunghezza del cavo, la protezione ambientale, il metodo di montaggio e la compatibilità del sistema di controllo.

1. Sensori di temperatura

I sensori di temperatura misurano le variazioni di calore o temperatura in apparecchiature, materiali, liquidi, gas e processi di produzione.

Sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni industriali perché la temperatura influisce sulla qualità del prodotto, sulle prestazioni della macchina, sulla sicurezza, sul consumo energetico e sulla durata delle apparecchiature.

I tipi comuni di sensori di temperatura includono:

• Sensori RTD
• Termocoppie
• Termistori
• Sensori di temperatura a infrarossi
• Termostati bimetallici
• Trasmettitori digitali di temperatura

Applicazioni tipiche dei sensori di temperatura

• Forni e forni industriali
• Caldaie e scambiatori di calore
• Attrezzature per la lavorazione della plastica
• Produzione di alimenti e bevande
• Sistemi HVAC
• Motori e riduttori
• Lavorazione chimica
• Sistemi di conservazione frigorifera
• Monitoraggio di batterie e apparecchiature di potenza

Il sensore di temperatura giusto dipende dall'intervallo di temperatura richiesto, dal tempo di risposta, dalla posizione di installazione, dalla precisione, dal materiale del sensore e dal segnale di uscita.

Ad esempio, un'applicazione in un forno ad alta temperatura può richiedere una tecnologia di rilevamento diversa da quella di un tubo dell'acqua refrigerata o di un locale di stoccaggio a bassa temperatura.

2. Sensori di pressione

I sensori di pressione misurano la forza applicata da un gas o un liquido all'interno di un sistema. Sono essenziali per il monitoraggio di sistemi idraulici, sistemi pneumatici, pompe, compressori, tubazioni, serbatoi e apparecchiature di processo.

La pressione può essere misurata in diversi modi:

• Pressione relativa
• Pressione assoluta
• Pressione differenziale
• Pressione del vuoto
• Pressione sigillata

Applicazioni tipiche dei sensori di pressione

• Presse idrauliche
• Cilindri pneumatici
• Sistemi di trattamento dell'acqua
• Attrezzature per petrolio e gas
• Pompe e compressori
• Sistemi a vapore
• Recipienti di processo
• Sistemi di filtrazione
• Sistemi di refrigerazione industriale

Un sensore di pressione deve essere selezionato in base al campo di pressione, al tipo di fluido, alla temperatura, alla connessione al processo, al segnale di uscita e alla compatibilità dei materiali.

Per liquidi corrosivi, gas ad alta temperatura, fluidi per uso alimentare o sistemi ad alta pressione, il materiale del sensore e il design della tenuta sono particolarmente importanti.

3. Sensori di prossimità

I sensori di prossimità rilevano la presenza, la posizione, il movimento o la distanza di un oggetto senza richiedere il contatto fisico diretto.

Sono ampiamente utilizzati nell'automazione industriale perché possono fornire un rilevamento rapido e ripetibile per il controllo della macchina, il conteggio delle parti, la verifica della posizione, l'interblocco di sicurezza e il monitoraggio del trasportatore.

Le tecnologie comuni dei sensori di prossimità includono:

• Sensori induttivi
• Sensori capacitivi
• Sensori fotoelettrici
• Sensori ad ultrasuoni
• Sensori magnetici
• Sensori di distanza laser

Sensori di prossimità induttivi

I sensori induttivi sono comunemente usati per rilevare oggetti metallici. Sono spesso installati su macchine utensili, nastri trasportatori, cilindri e apparecchiature di produzione automatizzate.

Sensori di prossimità capacitivi

I sensori capacitivi possono rilevare materiali metallici e non metallici, tra cui plastica, legno, carta, polvere, liquidi e alcuni materiali granulari.

Sensori fotoelettrici

I sensori fotoelettrici utilizzano la luce per rilevare gli oggetti. Possono essere utilizzati per la presenza di oggetti, il conteggio, il posizionamento, il rilevamento delle etichette, il controllo degli imballaggi e il monitoraggio dei trasportatori.

Sensori ad ultrasuoni

I sensori a ultrasuoni utilizzano le onde sonore per rilevare la distanza o la presenza di oggetti. Possono essere utili laddove il rilevamento ottico è influenzato dal colore dell'oggetto, dalla finitura superficiale o dalla trasparenza.

4. Sensori di livello

I sensori di livello misurano la quantità o l'altezza di liquidi, polvere, granuli, liquame o materiale sfuso all'interno di un serbatoio, tramoggia, silo, recipiente o contenitore.

Sono ampiamente utilizzati nel controllo dei processi, nel trattamento delle acque, nella produzione alimentare, nello stoccaggio di prodotti chimici, nell'agricoltura, nell'estrazione mineraria e nei sistemi di movimentazione dei materiali.

I tipi comuni di sensori di livello includono:

• Interruttori di livello a galleggiante
• Sensori di livello capacitivi
• Sonde di livello conduttive
• Sensori di livello ad ultrasuoni
• Sensori di livello radar
• Trasmettitori di livello idrostatico
• Interruttori di livello a forche vibranti
• Sensori di livello ottici

Applicazioni tipiche dei sensori di livello

• Serbatoi d'acqua
• Serbatoi di stoccaggio chimici
• Serbatoi di carburante
• Silos per il grano
• Tramogge polvere
• Sistemi di acque reflue
• Recipienti per la lavorazione degli alimenti
• Serbatoi di lubrificante
• Sistemi di stoccaggio di materiali sfusi

Il sensore di livello corretto dipende dal materiale misurato, dalla forma del serbatoio, dalla pressione di processo, dalla temperatura, dalla schiuma, dal vapore, dalla polvere, dalla viscosità, dalla posizione di installazione e dalla precisione di misurazione richiesta.

Altri tipi importanti di sensori industriali

Sebbene i sensori di temperatura, pressione, prossimità e livello costituiscano quattro categorie principali, nei sistemi di automazione vengono utilizzati molti altri tipi di sensori.

Questi includono:

Nelle fabbriche moderne, diversi sensori spesso lavorano insieme. Ad esempio, un sistema di pompa può utilizzare un sensore di livello per rilevare il volume del serbatoio, un sensore di pressione per monitorare la pressione di uscita, un sensore di flusso per confermare il movimento del liquido e un sensore di temperatura per proteggere il motore.

Come i sensori comunicano con i sistemi di controllo

I sensori industriali devono inviare segnali utilizzabili a PLC, controller, display, allarmi, registratori di dati o reti di automazione.

Le uscite comuni dei sensori includono:

• Uscita di commutazione PNP
• Uscita di commutazione NPN
• Uscita relè
• Uscita analogica 0–10 V
• Uscita analogica 4–20 mA
• Uscita a impulsi
• Comunicazione IO-Link
• Comunicazione bus di campo
• Protocolli di comunicazione digitale

L'uscita del sensore deve essere compatibile con l'ingresso del controller. Ad esempio, un trasmettitore di pressione da 4–20 mA non può essere semplicemente sostituito con un semplice sensore di prossimità a commutazione, anche se il luogo di installazione sembra simile.

Prima di ordinare, verificare l'alimentazione, il tipo di uscita, la configurazione del cablaggio, l'assegnazione dei pin e i requisiti del sistema di controllo.

Considerazioni sulla connessione del sensore Hirschmann

Il termine sensore Hirschmann è spesso associato ai requisiti di connessione dei sensori industriali, inclusi connettori, cavi, spine, prese e cablaggio sul campo utilizzati negli ambienti di automazione.

Quando si seleziona una soluzione di collegamento relativa al sensore Hirschmann, confermare:

• Tensione operativa del sensore
• Valutazione attuale
• Stile del connettore
• Quantità di pin e assegnazione dei pin
• Lunghezza del cavo
• Materiale della guaina del cavo
• Grado di protezione IP
• Orientamento del connettore diritto o angolato
• Requisiti di schermatura
• Tipo di segnale
• Compatibilità PLC o controller
• Ambiente di installazione

Un sensore corretto potrebbe comunque non riuscire a comunicare correttamente se il connettore, il cavo, la disposizione dei pin o la tensione non sono corretti.

Come scegliere il sensore industriale giusto

La corretta selezione del sensore dovrebbe iniziare con l'applicazione.

Fai queste domande:

1. Cosa deve essere misurato o rilevato?
2. Quale materiale, oggetto, gas, liquido o movimento è coinvolto?
3. Quale intervallo di misurazione è richiesto?
4. Quale precisione e tempo di risposta sono necessari?
5. L'output è digitale, analogico o basato sulla comunicazione?
6. Che voltaggio è disponibile?
7. Quale connettore e tipo di cavo sono necessari?
8. L'ambiente è umido, polveroso, corrosivo, ad alta temperatura o soggetto a vibrazioni?
9. Il sensore necessita di una custodia con grado di protezione IP?
10. Quale controller o PLC riceverà il segnale?

Un sensore ben selezionato migliora i tempi di attività, la coerenza del processo, l'efficienza nella risoluzione dei problemi e la qualità della produzione.

Errori comuni nella selezione del sensore

Evita questi errori comuni:

• Scegliere un sensore in base all'aspetto anziché alle specifiche
• Utilizzo del tipo di uscita errato per l'ingresso del PLC
• Ignorare la compatibilità di cavi e connettori
• Selezione di un livello di protezione IP non idoneo
• Utilizzo di un sensore standard in un processo ad alta temperatura o corrosivo
• Dimenticare di controllare la portata di rilevamento
• Requisiti di output PNP e NPN confusi
• Installazione di un sensore in cui vibrazioni o contaminazione influiscono sulla precisione
• Sostituzione di un trasmettitore con un semplice interruttore on/off

Per i progetti industriali, il sensore, il cavo, il connettore, il controller e l'ambiente di installazione devono essere valutati come un unico sistema completo.

Conclusione

I quattro tipi di sensori industriali comunemente discussi sono sensori di temperatura, sensori di pressione, sensori di prossimità e sensori di livello. Ciascun tipo supporta una parte diversa di automazione, controllo di processo, sicurezza e monitoraggio delle apparecchiature.

Il sensore giusto dipende da cosa deve essere misurato, dalle condizioni ambientali, dal segnale di uscita richiesto e dal sistema di controllo. Per quanto riguarda i requisiti di connessione del sensore Hirschmann, gli acquirenti devono anche confermare il connettore, il cavo, l'assegnazione dei pin, la tensione e il grado di protezione corretti.

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Domande frequenti

Quali sono i quattro tipi principali di sensori industriali?

Quattro categorie comuni di sensori industriali sono sensori di temperatura, sensori di pressione, sensori di prossimità e sensori di livello.

A cosa serve un sensore di prossimità?

Un sensore di prossimità rileva la presenza, la posizione, il movimento o la distanza di un oggetto senza contatto fisico.

Qual è la differenza tra un sensore di pressione e un pressostato?

Un sensore o trasmettitore di pressione fornisce un segnale di pressione misurata, spesso come uscita analogica o digitale. Un pressostato fornisce generalmente un segnale di commutazione on/off in un punto di pressione preimpostato.

Come scelgo un connettore per sensore Hirschmann?

Verificare la tensione del sensore, la corrente, il tipo di uscita, lo stile del connettore, il numero di pin, l'assegnazione dei pin, i requisiti del cavo, la classificazione IP e la compatibilità del PLC prima di selezionare un connettore.