Nie ma jednej uniwersalnej listy tylko czterech typów czujników. Czujniki można klasyfikować według tego, co mierzą, w jaki sposób wykrywają zmianę, wysyłanego sygnału lub zastosowania przemysłowego.

Jednakże w automatyce przemysłowej cztery najpopularniejsze kategorie czujników to:

1. Czujniki temperatury
2. Czujniki ciśnienia
3. Czujniki zbliżeniowe
4. Czujniki poziomu

Czujniki te pomagają maszynom mierzyć warunki fizyczne, monitorować procesy, kontrolować sprzęt, zapobiegać awariom i poprawiać wydajność produkcji.

Wybierając A czujnik Hirschmanna rozwiązania lub kompatybilnego systemu podłączenia czujnika, kupujący powinni wziąć pod uwagę coś więcej niż tylko funkcję wykrywania. Typ złącza, moc elektryczna, napięcie, długość kabla, ochrona środowiska, metoda montażu i kompatybilność z systemem sterowania są również ważne.

1. Czujniki temperatury

Czujniki temperatury mierzą ciepło lub zmiany temperatury w sprzęcie, materiałach, cieczach, gazach i procesach produkcyjnych.

Są szeroko stosowane w zastosowaniach przemysłowych, ponieważ temperatura wpływa na jakość produktu, wydajność maszyn, bezpieczeństwo, zużycie energii i żywotność sprzętu.

Typowe typy czujników temperatury obejmują:

• Czujniki rezystancyjne
• Termopary
• Termistory
• Czujniki temperatury na podczerwień
• Bimetaliczne przełączniki temperatury
• Cyfrowe przetworniki temperatury

Typowe zastosowania czujników temperatury

• Piece i piece przemysłowe
• Kotły i wymienniki ciepła
• Sprzęt do przetwórstwa tworzyw sztucznych
• Produkcja żywności i napojów
• Systemy HVAC
• Silniki i skrzynie biegów
• Obróbka chemiczna
• Systemy chłodnicze
• Monitorowanie akumulatorów i urządzeń zasilających

Wybór odpowiedniego czujnika temperatury zależy od wymaganego zakresu temperatur, czasu reakcji, miejsca instalacji, dokładności, materiału czujnika i sygnału wyjściowego.

Na przykład zastosowanie w piecu wysokotemperaturowym może wymagać innej technologii wykrywania niż rura z wodą lodową lub pomieszczenie do przechowywania w niskiej temperaturze.

2. Czujniki ciśnienia

Czujniki ciśnienia mierzą siłę wywieraną przez gaz lub ciecz w systemie. Są niezbędne do monitorowania układów hydraulicznych, pneumatycznych, pomp, sprężarek, rurociągów, zbiorników i urządzeń procesowych.

Ciśnienie można mierzyć na kilka sposobów:

• Ciśnienie manometryczne
• Absolutne ciśnienie
• Różnica ciśnień
• Ciśnienie próżniowe
• Uszczelnione ciśnienie

Typowe zastosowania czujników ciśnienia

• Prasy hydrauliczne
• Cylindry pneumatyczne
• Systemy uzdatniania wody
• Sprzęt naftowy i gazowy
• Pompy i kompresory
• Systemy parowe
• Naczynia procesowe
• Systemy filtracyjne
• Przemysłowe systemy chłodnicze

Czujnik ciśnienia należy wybrać w zależności od zakresu ciśnienia, rodzaju medium, temperatury, przyłącza procesowego, sygnału wyjściowego i kompatybilności materiałowej.

W przypadku cieczy korozyjnych, gazów o wysokiej temperaturze, mediów dopuszczonych do kontaktu z żywnością lub systemów wysokociśnieniowych szczególnie ważny jest materiał czujnika i konstrukcja uszczelnienia.

3. Czujniki zbliżeniowe

Czujniki zbliżeniowe wykrywają obecność, położenie, ruch lub odległość obiektu bez konieczności bezpośredniego kontaktu fizycznego.

Są szeroko stosowane w automatyce fabryk, ponieważ mogą zapewnić szybkie i powtarzalne wykrywanie w celu sterowania maszyną, liczenia części, weryfikacji położenia, blokowania bezpieczeństwa i monitorowania przenośników.

Typowe technologie czujników zbliżeniowych obejmują:

• Czujniki indukcyjne
• Czujniki pojemnościowe
• Czujniki fotoelektryczne
• Czujniki ultradźwiękowe
• Czujniki magnetyczne
• Laserowe czujniki odległości

Indukcyjne czujniki zbliżeniowe

Czujniki indukcyjne są powszechnie stosowane do wykrywania obiektów metalowych. Często instaluje się je na obrabiarkach, przenośnikach, cylindrach i zautomatyzowanych urządzeniach produkcyjnych.

Pojemnościowe czujniki zbliżeniowe

Czujniki pojemnościowe mogą wykrywać materiały metalowe i niemetalowe, w tym tworzywa sztuczne, drewno, papier, proszek, ciecz i niektóre materiały ziarniste.

Czujniki fotoelektryczne

Czujniki fotoelektryczne wykorzystują światło do wykrywania obiektów. Można ich używać do wykrywania obecności obiektów, liczenia, pozycjonowania, wykrywania etykiet, kontroli pakowania i monitorowania przenośników.

Czujniki ultradźwiękowe

Czujniki ultradźwiękowe wykorzystują fale dźwiękowe do wykrywania odległości lub obecności obiektów. Mogą być przydatne, gdy na wykrywanie optyczne wpływa kolor obiektu, wykończenie powierzchni lub przezroczystość.

4. Czujniki poziomu

Czujniki poziomu mierzą ilość lub wysokość cieczy, proszku, granulek, zawiesiny lub materiału sypkiego wewnątrz zbiornika, leja zasypowego, silosu, naczynia lub pojemnika.

Są szeroko stosowane w kontroli procesów, uzdatnianiu wody, produkcji żywności, magazynowaniu środków chemicznych, rolnictwie, górnictwie i systemach transportu materiałów.

Typowe typy czujników poziomu obejmują:

• Pływakowe przełączniki poziomu
• Pojemnościowe czujniki poziomu
• Przewodzące sondy poziomu
• Ultradźwiękowe czujniki poziomu
• Radarowe czujniki poziomu
• Hydrostatyczne przetworniki poziomu
• Wibracyjne sygnalizatory poziomu
• Optyczne czujniki poziomu

Typowe zastosowania czujników poziomu

• Zbiorniki na wodę
• Zbiorniki do przechowywania środków chemicznych
• Zbiorniki paliwa
• Silosy zbożowe
• Zbiorniki na proszek
• Systemy kanalizacyjne
• Statki do przetwórstwa spożywczego
• Zbiorniki smaru
• Systemy magazynowania materiałów sypkich

Wybór prawidłowego czujnika poziomu zależy od mierzonego materiału, kształtu zbiornika, ciśnienia procesowego, temperatury, piany, pary, pyłu, lepkości, pozycji montażowej i wymaganej dokładności pomiaru.

Inne ważne typy czujników przemysłowych

Chociaż czujniki temperatury, ciśnienia, zbliżenia i poziomu to cztery główne kategorie, w systemach automatyki stosuje się wiele innych typów czujników.

Należą do nich:

W nowoczesnych fabrykach często współpracuje kilka czujników. Na przykład system pomp może wykorzystywać czujnik poziomu do wykrywania objętości zbiornika, czujnik ciśnienia do monitorowania ciśnienia wyjściowego, czujnik przepływu do potwierdzania ruchu cieczy oraz czujnik temperatury do ochrony silnika.

Jak czujniki komunikują się z systemami sterowania

Czujniki przemysłowe muszą wysyłać użyteczne sygnały do sterowników PLC, sterowników, wyświetlaczy, alarmów, rejestratorów danych lub sieci automatyki.

Typowe wyjścia czujników obejmują:

• Wyjście przełączające PNP
• Wyjście przełączające NPN
• Wyjście przekaźnikowe
• Wyjście analogowe 0–10 V
• Wyjście analogowe 4–20 mA
• Wyjście impulsowe
• Komunikacja IO-Link
• Komunikacja Fieldbus
• Cyfrowe protokoły komunikacyjne

Wyjście czujnika musi być kompatybilne z wejściem sterownika. Na przykład przetwornika ciśnienia 4–20 mA nie można po prostu zastąpić podstawowym przełączającym czujnikiem zbliżeniowym, nawet jeśli miejsce montażu wydaje się podobne.

Przed złożeniem zamówienia należy potwierdzić zasilanie, typ wyjścia, konfigurację okablowania, przypisanie pinów i wymagania dotyczące systemu sterowania.

Uwagi dotyczące podłączenia czujnika Hirschmanna

Termin czujnik Hirschmanna jest często kojarzony z wymaganiami dotyczącymi połączeń czujników przemysłowych, w tym złączy, kabli, wtyczek, gniazd i okablowania obiektowego stosowanych w środowiskach automatyki.

Wybierając rozwiązanie przyłączeniowe Hirschmann związane z czujnikiem, należy potwierdzić:

• Napięcie robocze czujnika
• Aktualna ocena
• Styl złącza
• Liczba pinów i przypisanie pinów
• Długość kabla
• Materiał osłony kabla
• Stopień ochrony IP
• Orientacja złącza prostego lub kątowego
• Wymagania dotyczące ekranowania
• Typ sygnału
• Kompatybilność ze sterownikiem PLC lub kontrolerem
• Środowisko instalacyjne

Prawidłowy czujnik może nadal nie komunikować się prawidłowo, jeśli złącze, kabel, układ styków lub napięcie są nieprawidłowe.

Jak wybrać odpowiedni czujnik przemysłowy

Prawidłowy dobór czujnika należy rozpocząć od aplikacji.

Zadaj te pytania:

1. Co należy zmierzyć lub wykryć?
2. O jaki materiał, przedmiot, gaz, ciecz lub ruch chodzi?
3. Jaki zakres pomiarowy jest wymagany?
4. Jaka dokładność i czas reakcji są potrzebne?
5. Czy sygnał wyjściowy jest cyfrowy, analogowy czy oparty na komunikacji?
6. Jakie napięcie jest dostępne?
7. Jakie złącze i typ kabla są wymagane?
8. Czy środowisko jest wilgotne, zakurzone, korozyjne, o wysokiej temperaturze lub podatne na wibracje?
9. Czy czujnik wymaga obudowy o stopniu ochrony IP?
10. Jaki sterownik lub sterownik PLC odbierze sygnał?

Dobrze dobrany czujnik poprawia czas pracy, spójność procesu, skuteczność rozwiązywania problemów i jakość produkcji.

Najczęstsze błędy w wyborze czujnika

Unikaj tych typowych błędów:

• Wybór czujnika na podstawie wyglądu, a nie specyfikacji
• Użycie niewłaściwego typu wyjścia dla wejścia PLC
• Ignorowanie kompatybilności kabli i złączy
• Wybranie niewłaściwego poziomu ochrony IP
• Zastosowanie standardowego czujnika w procesie wysokotemperaturowym lub korozyjnym
• Zapominając sprawdzić zasięg wykrywania
• Mylące wymagania wyjściowe PNP i NPN
• Instalowanie czujnika tam, gdzie wibracje lub zanieczyszczenia wpływają na dokładność
• Wymiana nadajnika na prosty włącznik/wyłącznik

W przypadku projektów przemysłowych czujnik, kabel, złącze, sterownik i środowisko instalacyjne należy oceniać jako jeden kompletny system.

Wniosek

Cztery powszechnie omawiane typy czujników przemysłowych to czujniki temperatury, czujniki ciśnienia, czujniki zbliżeniowe i czujniki poziomu. Każdy typ obsługuje inną część automatyzacji, kontroli procesu, bezpieczeństwa i monitorowania sprzętu.

Wybór odpowiedniego czujnika zależy od tego, co należy zmierzyć, warunków środowiskowych, wymaganego sygnału wyjściowego i systemu sterowania. W przypadku wymagań dotyczących podłączenia czujnika Hirschmanna kupujący powinien również potwierdzić prawidłowe złącze, kabel, przypisanie styków, napięcie i stopień ochrony.

W sprawie czujników przemysłowych, złączy czujników i wsparcia w zakresie automatyki specyficznej dla aplikacji, prosimy o kontakt XZJMD.

Często zadawane pytania

Jakie są cztery główne typy czujników przemysłowych?

Cztery popularne kategorie czujników przemysłowych to czujniki temperatury, czujniki ciśnienia, czujniki zbliżeniowe i czujniki poziomu.

Do czego służy czujnik zbliżeniowy?

Czujnik zbliżeniowy wykrywa obecność, położenie, ruch lub odległość obiektu bez kontaktu fizycznego.

Jaka jest różnica między czujnikiem ciśnienia a przełącznikiem ciśnienia?

Czujnik lub przetwornik ciśnienia dostarcza zmierzony sygnał ciśnienia, często w postaci wyjścia analogowego lub cyfrowego. Przełącznik ciśnienia zazwyczaj zapewnia sygnał włączający/wyłączający w zadanym punkcie ciśnienia.

Jak wybrać złącze czujnika Hirschmann?

Przed wybraniem złącza sprawdź napięcie czujnika, prąd, typ wyjścia, typ złącza, liczbę styków, przypisanie styków, wymagania dotyczące kabli, stopień ochrony IP i kompatybilność ze sterownikiem PLC.