אין רשימה אוניברסלית אחת של ארבעה סוגי חיישנים בלבד. ניתן לסווג חיישנים לפי מה שהם מודדים, איך הם מזהים שינוי, פלט האות שלהם או היישום התעשייתי שלהם.

עם זאת, באוטומציה תעשייתית, ארבע מקטגוריות החיישנים הנפוצות ביותר הן:

1. חיישני טמפרטורה
2. חיישני לחץ
3. חיישני קרבה
4. חיישני רמה

חיישנים אלו עוזרים למכונות למדוד תנאים פיזיים, לנטר תהליכים, לשלוט בציוד, למנוע תקלות ולשפר את יעילות הייצור.

בעת בחירת א חיישן הירשמן פתרון או מערכת חיבור חיישן תואמת, על הקונים לקחת בחשבון יותר מאשר את פונקציית החישה. סוג המחבר, הספק החשמלי, המתח, אורך הכבל, הגנת הסביבה, שיטת הרכבה ותאימות מערכת הבקרה חשובים גם הם.

1. חיישני טמפרטורה

חיישני טמפרטורה מודדים שינויי חום או טמפרטורה בציוד, חומרים, נוזלים, גזים ותהליכי ייצור.

הם נמצאים בשימוש נרחב ביישומים תעשייתיים מכיוון שהטמפרטורה משפיעה על איכות המוצר, ביצועי המכונה, הבטיחות, צריכת האנרגיה וחיי הציוד.

סוגי חיישני טמפרטורה נפוצים כוללים:

• חיישני RTD
• צמדים תרמיים
• תרמיסטורים
• חיישני טמפרטורה אינפרא אדום
• מתגי טמפרטורה דו מתכתיים
• משדרי טמפרטורה דיגיטליים

יישומים אופייניים עבור חיישני טמפרטורה

• תנורים ותנורים תעשייתיים
• דוודים ומחלפי חום
• ציוד לעיבוד פלסטיק
• ייצור מזון ומשקאות
• מערכות HVAC
• מנועים ותיבות הילוכים
• עיבוד כימי
• מערכות אחסון קירור
• ניטור סוללות וציוד חשמל

חיישן הטמפרטורה הנכון תלוי בטווח הטמפרטורה הנדרש, זמן התגובה, מיקום ההתקנה, הדיוק, חומר החיישן ואות הפלט.

לדוגמה, יישום תנור בטמפרטורה גבוהה עשוי לדרוש טכנולוגיית חישה שונה מצינור מים צוננים או מחסן בטמפרטורה נמוכה.

2. חיישני לחץ

חיישני לחץ מודדים את הכוח המופעל על ידי גז או נוזל בתוך מערכת. הם חיוניים לניטור מערכות הידראוליות, מערכות פניאומטיות, משאבות, מדחסים, צינורות, מיכלים וציוד תהליך.

ניתן למדוד לחץ בכמה דרכים:

• מד לחץ
• לחץ מוחלט
• לחץ דיפרנציאלי
• לחץ ואקום
• לחץ אטום

יישומים אופייניים עבור חיישני לחץ

• מכבשים הידראוליים
• צילינדרים פנאומטיים
• מערכות לטיפול במים
• ציוד נפט וגז
• משאבות ומדחסים
• מערכות קיטור
• מעבד כלי
• מערכות סינון
• מערכות קירור תעשייתיות

יש לבחור חיישן לחץ בהתאם לטווח הלחץ, סוג המדיה, הטמפרטורה, חיבור התהליך, אות הפלט ותאימות החומרים.

עבור נוזלים קורוזיביים, גזים בטמפרטורה גבוהה, חומרי מדיה באיכות מזון או מערכות בלחץ גבוה, חומר החיישן ועיצוב האיטום חשובים במיוחד.

3. חיישני קרבה

חיישני קרבה מזהים את הנוכחות, המיקום, התנועה או המרחק של אובייקט מבלי לדרוש מגע פיזי ישיר.

הם נמצאים בשימוש נרחב באוטומציה של המפעל מכיוון שהם יכולים לספק זיהוי מהיר וניתן לחזור על עצמו עבור בקרת מכונה, ספירת חלקים, אימות מיקום, שילוב בטיחות וניטור מסועים.

טכנולוגיות חיישני קרבה נפוצות כוללות:

• חיישנים אינדוקטיביים
• חיישנים קיבוליים
• חיישנים פוטו-אלקטריים
• חיישנים אולטראסוניים
• חיישנים מגנטיים
• חיישני מרחק לייזר

חיישני קירבה אינדוקטיביים

חיישנים אינדוקטיביים משמשים בדרך כלל לזיהוי חפצי מתכת. לעתים קרובות הם מותקנים על כלי מכונות, מסועים, צילינדרים וציוד ייצור אוטומטי.

חיישני קירבה קיבוליים

חיישנים קיבוליים יכולים לזהות חומרים מתכתיים ולא מתכתיים, כולל פלסטיק, עץ, נייר, אבקה, נוזלים וכמה חומרים גרגירים.

חיישנים פוטו-אלקטריים

חיישנים פוטו-אלקטריים משתמשים באור כדי לזהות עצמים. הם יכולים לשמש לנוכחות אובייקט, ספירה, מיקום, זיהוי תווית, בקרת אריזה וניטור מסועים.

חיישנים אולטראסוניים

חיישנים קוליים משתמשים בגלי קול כדי לזהות מרחק או נוכחות של עצמים. הם יכולים להיות שימושיים כאשר החישה האופטית מושפעת מצבע האובייקט, גימור פני השטח או שקיפות.

4. חיישני רמה

חיישני מפלס מודדים את הכמות או הגובה של נוזל, אבקה, גרגירים, תמיסת או חומר בתפזורת בתוך מיכל, הופר, ממגורה, כלי או מיכל.

הם נמצאים בשימוש נרחב בבקרת תהליכים, טיפול במים, ייצור מזון, אחסון כימיקלים, חקלאות, כרייה ומערכות טיפול בחומרים.

סוגי חיישני רמה נפוצים כוללים:

• מתגי מפלס צף
• חיישני רמה קיבוליים
• בדיקות רמה מוליכות
• חיישני רמה אולטראסוניים
• חיישני מפלס מכ"ם
• משדרי מפלס הידרוסטטיים
• מתגי רמת מזלג רוטט
• חיישני מפלס אופטיים

יישומים אופייניים עבור חיישני רמה

• מיכלי מים
• מיכלי אחסון כימיקלים
• מיכלי דלק
• ממגורות תבואה
• קופסות אבקה
• מערכות שפכים
• כלי עיבוד מזון
• מאגרי חומרי סיכה
• מערכות אחסון חומר בתפזורת

חיישן הרמה הנכון תלוי בחומר הנמדד, צורת המיכל, לחץ התהליך, הטמפרטורה, הקצף, האדים, האבק, הצמיגות, מיקום ההתקנה ודיוק המדידה הנדרש.

סוגים חשובים אחרים של חיישנים תעשייתיים

למרות שחיישני טמפרטורה, לחץ, קרבה ורמה הם ארבע קטגוריות עיקריות, סוגי חיישנים רבים אחרים משמשים במערכות אוטומציה.

אלה כוללים:

במפעלים מודרניים, לעתים קרובות מספר חיישנים עובדים יחד. לדוגמה, מערכת משאבה עשויה להשתמש בחיישן מפלס כדי לזהות את נפח המיכל, חיישן לחץ לניטור לחץ הפלט, חיישן זרימה כדי לאשר את תנועת הנוזל, וחיישן טמפרטורה כדי להגן על המנוע.

כיצד חיישנים מתקשרים עם מערכות בקרה

חיישנים תעשייתיים חייבים לשלוח אותות שמישים ל-PLCs, בקרים, צגים, אזעקות, לוגרי נתונים או רשתות אוטומציה.

יציאות חיישן נפוצות כוללות:

• פלט מיתוג PNP
• פלט מיתוג NPN
• פלט ממסר
• פלט אנלוגי 0-10V
• יציאה אנלוגית של 4-20 mA
• פלט דופק
• תקשורת IO-Link
• תקשורת Fieldbus
• פרוטוקולי תקשורת דיגיטליים

פלט החיישן חייב להיות תואם לכניסת הבקר. לדוגמה, משדר לחץ של 4-20 mA לא ניתן להחלפה פשוט בחיישן קרבה מיתוג בסיסי, גם אם מיקום ההתקנה נראה דומה.

לפני ההזמנה, אשר את אספקת החשמל, סוג הפלט, תצורת החיווט, הקצאת הפינים ודרישות מערכת הבקרה.

שיקולי חיבור חיישני הירשמן

המונח חיישן הירשמן מזוהה לעתים קרובות עם דרישות חיבור חיישנים תעשייתיים, כולל מחברים, כבלים, תקעים, שקעים וחיווט שטח המשמשים בסביבות אוטומציה.

בעת בחירת פתרון חיבור הקשור לחיישן הירשמן, אשר:

• מתח תפעול חיישן
• דירוג נוכחי
• סגנון מחבר
• כמות סיכות והקצאת סיכות
• אורך כבל
• חומר מעיל כבלים
• דירוג הגנת IP
• כיוון מחבר ישר או זווית
• דרישות מיגון
• סוג אות
• תאימות PLC או בקר
• סביבת התקנה

חיישן תקין עדיין עלול להיכשל בתקשורת תקינה אם המחבר, הכבל, סידור הפינים או המתח אינם נכונים.

כיצד לבחור את החיישן התעשייתי המתאים

בחירת החיישן הנכונה צריכה להתחיל עם היישום.

שאל את השאלות האלה:

1. מה יש למדוד או לגלות?
2. באיזה חומר, חפץ, גז, נוזל או תנועה מדובר?
3. איזה טווח מדידה נדרש?
4. איזה דיוק וזמן תגובה נדרשים?
5. האם הפלט דיגיטלי, אנלוגי או מבוסס תקשורת?
6. איזה מתח זמין?
7. איזה מחבר וסוג כבל נדרשים?
8. האם הסביבה רטובה, מאובקת, קורוזיבית, לטמפרטורות גבוהות או מועדות לרטט?
9. האם החיישן צריך מארז בדירוג IP?
10. איזה בקר או PLC יקבלו את האות?

חיישן שנבחר היטב משפר את זמן הפעולה, עקביות התהליך, יעילות פתרון הבעיות ואיכות הייצור.

טעויות נפוצות בבחירת חיישנים

הימנע מהטעויות הנפוצות הבאות:

• בחירת חיישן לפי מראה במקום מפרט
• שימוש בסוג פלט שגוי עבור כניסת ה-PLC
• התעלמות מתאימות כבלים ומחברים
• בחירת רמת הגנת IP לא מתאימה
• שימוש בחיישן סטנדרטי בתהליך בטמפרטורה גבוהה או מאכל
• שוכח לבדוק טווח חישה
• דרישות פלט PNP ו-NPN מבלבלים
• התקנת חיישן שבו רטט או זיהום משפיעים על הדיוק
• החלפת משדר במתג הפעלה/כיבוי פשוט

עבור פרויקטים תעשייתיים, יש להעריך את החיישן, הכבל, המחבר, הבקר וסביבת ההתקנה כמערכת אחת שלמה.

מסקנה

ארבעת סוגי החיישנים התעשייתיים הנדונים בדרך כלל הם חיישני טמפרטורה, חיישני לחץ, חיישני קרבה וחיישני מפלס. כל סוג תומך בחלק אחר של אוטומציה, בקרת תהליכים, בטיחות וניטור ציוד.

החיישן הנכון תלוי במה שיש למדוד, בתנאי הסביבה, באות הפלט הנדרש ובמערכת הבקרה. עבור דרישות חיבור חיישני הירשמן, הקונים צריכים גם לאשר את המחבר, הכבל, הקצאת הפינים, המתח ודירוג ההגנה הנכונים.

עבור חיישנים תעשייתיים, מחברי חיישנים ותמיכה אוטומציה ספציפית ליישום, אנא צור קשר XZJMD.

שאלות נפוצות

מהם ארבעת הסוגים העיקריים של חיישנים תעשייתיים?

ארבע קטגוריות חיישנים תעשייתיות נפוצות הן חיישני טמפרטורה, חיישני לחץ, חיישני קרבה וחיישני מפלס.

למה משמש חיישן קרבה?

חיישן קרבה מזהה נוכחות, מיקום, תנועה או מרחק של אובייקט ללא מגע פיזי.

מה ההבדל בין חיישן לחץ למתג לחץ?

חיישן לחץ או משדר מספק אות לחץ מדוד, לרוב כמוצא אנלוגי או דיגיטלי. מתג לחץ מספק בדרך כלל אות מיתוג הפעלה/כיבוי בנקודת לחץ מוגדרת מראש.

איך בוחרים מחבר חיישן הירשמן?

אשר את מתח החיישן, הזרם, סוג הפלט, סגנון המחבר, מספר הפינים, הקצאת הפינים, דרישות הכבלים, דירוג ה-IP ותאימות ה-PLC לפני בחירת מחבר.