Єдиного універсального списку лише з чотирьох типів датчиків не існує. Датчики можна класифікувати за тим, що вони вимірюють, як виявляють зміни, вихідним сигналом або промисловим застосуванням.

Однак у промисловій автоматизації чотири найпоширеніші категорії датчиків:

1. Датчики температури
2. Датчики тиску
3. Датчики наближення
4. Датчики рівня

Ці датчики допомагають машинам вимірювати фізичні умови, контролювати процеси, керувати обладнанням, запобігати збоям і підвищувати ефективність виробництва.

При виборі a Датчик Гіршмана рішення або сумісну систему з’єднання датчиків, покупцям слід враховувати більше, ніж функцію датчика. Тип роз’єму, електричний вихід, напруга, довжина кабелю, захист навколишнього середовища, спосіб монтажу та сумісність системи керування також важливі.

1. Датчики температури

Датчики температури вимірюють тепло або зміни температури в обладнанні, матеріалах, рідинах, газах і виробничих процесах.

Вони широко використовуються в промисловості, оскільки температура впливає на якість продукту, продуктивність машини, безпеку, споживання енергії та термін служби обладнання.

Поширені типи датчиків температури включають:

• Датчики RTD
• Термопари
• Термістори
• Інфрачервоні датчики температури
• Біметалічні реле температури
• Цифрові датчики температури

Типові області застосування датчиків температури

• Промислові печі та печі
• Котли та теплообмінники
• Обладнання для переробки пластмас
• Виробництво продуктів харчування та напоїв
• Системи ОВК
• Мотори та коробки передач
• Хімічна обробка
• Системи холодильного зберігання
• Моніторинг батареї та силового обладнання

Правильний датчик температури залежить від необхідного температурного діапазону, часу відгуку, місця встановлення, точності, матеріалу датчика та вихідного сигналу.

Наприклад, застосування високотемпературної печі може потребувати іншої технології вимірювання, ніж у трубі з охолодженою водою чи низькотемпературному складі.

2. Датчики тиску

Датчики тиску вимірюють силу, прикладену газом або рідиною в системі. Вони необхідні для моніторингу гідравлічних систем, пневматичних систем, насосів, компресорів, трубопроводів, резервуарів і технологічного обладнання.

Тиск можна виміряти кількома способами:

• Манометричний тиск
• Абсолютний тиск
• Перепад тиску
• Вакуумний тиск
• Герметичний тиск

Типові області застосування датчиків тиску

• Гідравлічні преси
• Пневматичні циліндри
• Системи водопідготовки
• Нафтогазове обладнання
• Насоси та компресори
• Парові системи
• Обробляти судини
• Системи фільтрації
• Промислові холодильні системи

Датчик тиску слід вибирати відповідно до діапазону тиску, типу середовища, температури, підключення до процесу, вихідного сигналу та сумісності матеріалів.

Для корозійних рідин, високотемпературних газів, харчових середовищ або систем високого тиску матеріал датчика та конструкція ущільнення особливо важливі.

3. Датчики наближення

Датчики наближення виявляють присутність, положення, рух або відстань об’єкта, не вимагаючи прямого фізичного контакту.

Вони широко використовуються в автоматизації виробництва, оскільки можуть забезпечити швидке та повторюване виявлення для керування машиною, підрахунку деталей, перевірки позиції, безпечного блокування та моніторингу конвеєра.

Загальні технології датчиків наближення включають:

• Індуктивні датчики
• Ємнісні датчики
• Фотоелектричні датчики
• Ультразвукові датчики
• Магнітні датчики
• Лазерні датчики відстані

Індуктивні датчики наближення

Індуктивні датчики зазвичай використовуються для виявлення металевих предметів. Їх часто встановлюють на верстатах, конвеєрах, циліндрах, автоматизованому виробничому обладнанні.

Ємнісні датчики наближення

Ємнісні датчики можуть виявляти металеві та неметалічні матеріали, включаючи пластик, дерево, папір, порошок, рідину та деякі гранульовані матеріали.

Фотоелектричні датчики

Фотоелектричні датчики використовують світло для виявлення об'єктів. Їх можна використовувати для присутності об’єктів, підрахунку, позиціонування, виявлення етикеток, контролю пакування та моніторингу конвеєра.

Ультразвукові датчики

Ультразвукові датчики використовують звукові хвилі для визначення відстані або присутності об’єктів. Вони можуть бути корисними, коли на оптичне сприйняття впливає колір об’єкта, обробка поверхні або прозорість.

4. Датчики рівня

Датчики рівня вимірюють кількість або висоту рідини, порошку, гранул, суспензії або сипкого матеріалу всередині бака, бункера, силосу, посудини або контейнера.

Вони широко використовуються в системах керування технологічними процесами, очищення води, виробництва харчових продуктів, зберігання хімікатів, сільського господарства, гірничої промисловості та транспортування матеріалів.

Поширені типи датчиків рівня включають:

• Поплавкові вимикачі рівня
• Ємнісні датчики рівня
• Провідні зонди рівня
• Ультразвукові датчики рівня
• Радарні датчики рівня
• Гідростатичні датчики рівня
• Вібраційні вимикачі рівня
• Оптичні датчики рівня

Типові області застосування датчиків рівня

• Резервуари для води
• Ємності для зберігання хімікатів
• Паливні баки
• Зернові силоси
• Бункери для порошку
• Системи водовідведення
• Посудини для харчової промисловості
• Резервуари для мастила
• Системи зберігання сипучих матеріалів

Правильний датчик рівня залежить від вимірюваного матеріалу, форми резервуара, тиску процесу, температури, піни, пари, пилу, в’язкості, положення встановлення та необхідної точності вимірювання.

Інші важливі типи промислових датчиків

Хоча датчики температури, тиску, наближення та рівня є чотирма основними категоріями, багато інших типів датчиків використовуються в системах автоматизації.

До них належать:

На сучасних фабриках кілька датчиків часто працюють разом. Наприклад, насосна система може використовувати датчик рівня для визначення об’єму бака, датчик тиску для контролю вихідного тиску, датчик потоку для підтвердження руху рідини та датчик температури для захисту двигуна.

Як датчики взаємодіють із системами керування

Промислові датчики повинні надсилати придатні для використання сигнали на ПЛК, контролери, дисплеї, сигналізацію, реєстратори даних або мережі автоматизації.

Загальні вихідні дані датчиків включають:

• Вихід перемикання PNP
• Комутаційний вихід NPN
• Релейний вихід
• Аналоговий вихід 0–10 В
• Аналоговий вихід 4–20 мА
• Імпульсний вихід
• Зв'язок IO-Link
• Зв'язок по польовій шині
• Цифрові протоколи зв'язку

Вихід датчика має бути сумісний із входом контролера. Наприклад, датчик тиску 4–20 мА не можна просто замінити базовим датчиком наближення перемикання, навіть якщо місце встановлення здається схожим.

Перед замовленням перевірте джерело живлення, тип виходу, конфігурацію проводки, призначення контактів і вимоги до системи керування.

Спосіб підключення датчика Гіршмана

Термін датчик Hirschmann часто асоціюється з вимогами до підключення промислових датчиків, включаючи роз’єми, кабелі, вилки, розетки та польову проводку, що використовується в автоматизованих середовищах.

Вибираючи рішення для підключення датчика Hirschmann, підтвердьте:

• Робоча напруга датчика
• Поточний рейтинг
• Стиль конектора
• Кількість і призначення пінів
• Довжина кабелю
• Матеріал оболонки кабелю
• Ступінь захисту IP
• Пряма або кутова орієнтація роз’єму
• Вимоги до екранування
• Тип сигналу
• Сумісність ПЛК або контролера
• Середовище встановлення

Правильний датчик все ще може не працювати належним чином, якщо роз’єм, кабель, розташування контактів або напруга неправильні.

Як вибрати правильний промисловий датчик

Правильний вибір датчика слід починати з застосування.

Задайте ці запитання:

1. Що потрібно виміряти або виявити?
2. Про який матеріал, предмет, газ, рідину чи рух йдеться?
3. Який діапазон вимірювань потрібен?
4. Які потрібні точність і час відповіді?
5. Вихід цифровий, аналоговий чи комунікаційний?
6. Яка напруга доступна?
7. Який роз'єм і тип кабелю потрібні?
8. Чи є навколишнє середовище вологим, запиленим, корозійним, високотемпературним або схильним до вібрації?
9. Чи потрібен датчику корпус із рейтингом IP?
10. Який контролер або ПЛК отримає сигнал?

Добре підібраний датчик покращує час безвідмовної роботи, послідовність процесу, ефективність усунення несправностей і якість виробництва.

Поширені помилки при виборі датчика

Уникайте цих типових помилок:

• Вибір датчика за зовнішнім виглядом замість специфікації
• Використання неправильного типу виходу для входу ПЛК
• Ігнорування сумісності кабелю та роз’єму
• Вибір невідповідного рівня захисту IP
• Використання стандартного датчика у високотемпературному або корозійному процесі
• Забув перевірити дальність чутливості
• Плутання PNP і NPN вихідних вимог
• Встановлення датчика там, де вібрація або забруднення впливають на точність
• Заміна передавача на простий вимикач

Для промислових проектів датчик, кабель, роз’єм, контролер і середовище встановлення слід оцінювати як одну повну систему.

Висновок

Чотири типи промислових датчиків, які зазвичай обговорюються, це датчики температури, датчики тиску, датчики наближення та датчики рівня. Кожен тип підтримує окрему частину автоматизації, контролю процесів, безпеки та моніторингу обладнання.

Правильний датчик залежить від того, що потрібно виміряти, умов навколишнього середовища, необхідного вихідного сигналу та системи керування. Що стосується вимог до підключення датчика Hirschmann, покупці також повинні підтвердити правильний роз’єм, кабель, призначення контактів, напругу та ступінь захисту.

З питань промислових датчиків, з’єднувачів для датчиків і підтримки автоматизації для певних програм звертайтеся XZJMD.

FAQ

Які чотири основні типи промислових датчиків?

Чотири поширені категорії промислових датчиків: датчики температури, датчики тиску, датчики наближення та датчики рівня.

Для чого використовується датчик наближення?

Датчик наближення визначає присутність, положення, рух або відстань об’єкта без фізичного контакту.

Чим відрізняється датчик тиску від реле тиску?

Датчик тиску або передавач забезпечує виміряний сигнал тиску, часто як аналоговий або цифровий вихід. Реле тиску, як правило, забезпечує сигнал перемикання ввімкнення/вимкнення в заданій точці тиску.

Як вибрати роз’єм датчика Hirschmann?

Перевірте напругу датчика, струм, тип виходу, тип роз’єму, кількість контактів, призначення контактів, вимоги до кабелю, рейтинг IP та сумісність з ПЛК перед вибором роз’єму.