Оптические датчики приближения – быстрое и точное обнаружение с использованием видимого света или лазерного излучения

Оптические датчики отличаются высокой точностью и быстродействием, простотой настройки с использованием режимов обучения или с помощью потенциометра, простотой обслуживания. Широкий спектр конструктивных исполнений позволяет успешно применять оптические датчики для решения множества практических задач с обнаружением объектов на расстояниях до 50 м.

Серия PXO

Оптические датчики приближения организованы в различные семейства продуктов в соответствии с их техническими характеристиками и исполнением:

Конфигуратор

Для оптических датчиков приближения существует конфигуратор в A&D Mall. На основе желаемых технических характеристиках, необходимый продукт можно быстро и легко выбрать, поместить в корзину продуктов и заказать.

Дополнительную информацию Вы можете получить в Интернете по адресу.

https://mall.automation.siemens.com/RU/guest/configurators/ipc/ipcFrameset.asp?urlParams=PROD%5FID%3D3RG7&MLFB=&proxy=mall%2Eautomation%2Esiemens%2Ecom&retURL=%2FDE%2Fguest%2Findex%2Easp%3FnodeID%3D8220021%26lang%3Dde&lang=ru

Обзор

Особенности

• Чрезвычайные  точность и быстрота
• Высокая производительность даже на больших расстояниях
• Небольшие, компактного исполнения
• Надежные измерения даже в самых малых пространствах с Мини-датчиком (K20/K21)
• Степень защиты вплоть до IP68
• Устанавливаемая дальность действия
• Функция обучения (Teach-in)
• Может быть использован во всем мире: UL/CSA

Область применения

Различные версии Opto-BERO используются в следующих секторах промышленности:

• в конвейерных системах 
• в упаковочных машинах
• в механике 
• в бумажной, текстильной и пластиковой промышленностях
• в печатающих машинах
• для контроля доступа

Фотоэлектрические датчики уверенно обнаруживают все объекты независимо от их композиции (металл, дерево или пластик). Специальные версии К20 в миниатюрном исполнении и датчик типа С 40 позволяют обнаруживать прозрачные объекты.

Специальные типы, такие как датчик цвета или для считывания маркировок могут быть использованы для определения различных цветов или контраста. Лазерный датчик с аналоговым выходом обеспечивает очень точное измерение дистанции и обнаружение объекта.

Приложения повышенной безопасности

Датчики BERO не могут быть использованы в тех приложениях, где требуется обеспечить безопасность персонала. 

Дизайн

Приборы могут устанавливаться в любом монтажном положении. При этом должны быть предприняты все меры по защите приборов от пыли. Доступный набор монтажных аксессуаров позволяет выполнять быстрый и безошибочный монтаж.

Выравнивание

Диффузионный датчик

Ддля обеспечения надежного срабатывания датчик должен располагаться на одной линии с контролируемым объектом. В датчиках с функциями дополнительной подсветки должен быть активирован соответствующий светодиод.

Датчики отражающего действия

• Установите отражатель в требуемое положение и закрепите его.
• Оклейте отражатель липкой лентой так, чтобы приблизительно 25% поверхности в центре оставалось свободной.
• Установите датчик в положение, обеспечивающее его надежное срабатывание.
• Удалите липкую ленту с отражателя.

Датчики однонаправленного действия

• Установите приемник в требуемую позицию и закрепите его.
• Установите излучатель на одной линии с приемником с минимально возможным отклонением от этой линии.

Минимальный зазор

Оптические датчики не должны влиять друг на друга, поэтому между датчиками должны выдерживаться соответствующие расстояния. Ниже приведены рекомендуемые расстояния между датчиками, обеспечивающие их надежную работу.

Диффузионные датчики

Датчики отражающего действия

Датчики однонаправленного действия

¹⁾ Фокусное расстояние 50 м.

Установка рабочих зон обнаружения (расстояний)

Чувствительность оптических датчиков регулируется встроенными многооборотными потенциометрами. Вращение потенциометра по часовой стрелке увеличивает чувствительность датчика. Потенциометр не имеет фиксаторов крайних положений.

Диффузионный датчик 

Чувствительность и рабочая зона датчика должны выбираться такими, чтобы обеспечивать надежное обнаружение объектов. При необходимости может быть активирован дополнительный светодиод подсветки. Удалите контролируемый объект. Если выход датчика остается во включенном состоянии, то его чувствительность нужно немного понизить.

Датчики отражающего и однонаправленного действия

Вращением потенциометра по часовой стрелке устанавливают максимальную чувствительность датчика. В этом состоянии обеспечивается формирование максимального светового потока. При обнаружении прозрачных объектов чувствительность датчика необходимо понизить.

Длина кабеля

Ограничения на длину соединительного кабеля накладывают следующие факторы:

• Дополнительная емкостная нагрузка (защита от короткого замыкания)
• Воздействие помех.

Датчики серии PXO

Все оптические датчики в зависимости от их конструктивных исполнений и принципов работы разделены на несколько семейств:

Функции

Световой датчик отражающего действия (энергетический датчик)

Свет излучателя падает на объект и диффузно отражается от него.
Часть отраженного света падает на приемник, находящийся в том же приборе. При достаточной мощности принятого сигнала происходит коммутация выхода.
Дальность действия зависит от величины и цвета объекта, а также от характера его поверхности. Первую можно в широких пределах изменять при помощи встроенного потенциометра. Таким образом, энергетический датчик пригоден и для обнаружения различий в цвете.

Световой датчик отражающего действия со снятием фона

Световые датчики отражающего действия со снятием фона способны обнаруживать объекты до определенной дальности действия. Все, что находится дальше, отфильтровывается. Плоскость фокусировки этих датчиков можно изменять. Снятие фона осуществляется за счет специального геометрического взаимного расположения излучателя и приемника.

Фотореле отражающего действия

Свет диода излучателя фокусируется линзой и через поляризационный фильтр направляется на отражатель (принцип тройного зеркала). Часть отраженного света через другой поляризационный фильтр приходит на приемник. Фильтры выбраны и сориентированы таким образом, что на приемник попадает только свет, возвратившийся от отражателя, исключая свет от других объектов в зоне прохождения излучения.
Объект прерывающий ход луча от излучателя через отражатель на приемник, вызывает коммутацию выхода.

Световая решетка (семилучевое фотореле отражающего действия)

Все семь излучателей этого специального датчика Opto-BERO светят на отражатель, отражающий свет на семь приемников BERO. Коммутирующий выход переключается при прерывании одного из лучей. Датчик обеспечивает «сплошной» контроль 42-миллиметровой зоны. Он применяется, например, на транспортерах.

Фотореле однонаправленного действия

Приборы состоят из излучателя и приемника. Излучатель ориентируется так, чтобы как можно большая часть пульсирующего света его светодиода падала на приемник. Приемник анализирует попавший на него свет таким образом, чтобы его можно было четко отличить от фонового света и света от других источников.
Прерывание светового луча между излучателем и приемником вызывает коммутацию выхода.

Датчики для волоконных световодов

В стеклянных и пластмассовых световодах датчики работают одинаково. Световоды
монтируются перед излучателями и перед приемниками. Они служат „вынесенным глазом" датчика Opto-BERO.
Поскольку световоды имеют очень малые размеры и гибки, с их помощью могут изящно решаться технические задачи на местах с ограниченным доступом. Кроме того, они не передают электрического потенциала.

Лазерные датчики отражающего действия с аналоговым выходом

Аналоговый лазерный датчик BERO может точно определять расстояние до объекта в зоне своего действия. Благодаря использованию видимого лазерного излучения точность измерения очень высока, а выходная величина очень линейна. Все лазерные датчики BERO имеют класс защиты 2, т. е. безвредны и могут использоваться без опасности для здоровья (например, для глаз).

Цветочувствительные датчики

Цветочувствительный датчик имеет три светодиода -красный, зеленый и синий, которые излучают свой свет на объект.
При настройке датчика BERO замеряются цветовые характеристики объекта и присваиваются определенному состоянию выхода. В процессе "обучения" датчик BERO запоминает в энергонезависимой памяти типа EEPROM опознанный им цвет. Таким образом, после повторного включения рабочего напряжения производить настройку датчика BERO не требуется. Датчик можно настроить на определенный цвет или на область цветности.

Датчик для считывания маркировок

Датчик для считывания маркировок работает с зеленым или красным излучением. Цвет выбирается автоматически в зависимости от контраста. С помощью двух кнопок можно настроиться на цвет маркировки и фона.

Интеграция

Датчики и ПЛК развиваются вместе

Для реализации существенно большей гибкости и надежности датчиков благодаря интеллектуальной связи с ПЛК теперь может быть использован IQ-Sense. Единообразный обмен данными дает много преимуществ как для конструкции установки, так и для ее эксплуатации.

Например, новая функция IntelliTeachпозволяет конструкторам машин и агрегатов достичь быстрого ввода в эксплуатацию, так как все настройки для устройств IQ-Senseмогут быть выполнены с помощью ПЛК. Значения, однажды установленные на одном датчике, без проблем могут быть переданы другим датчикам. Датчики могут быть заменены во время работы без каких-либо дополнительных действий, так как ПЛК автоматически восстанавливает все настройки датчика.

Кроме того, IQ-Senseделает возможным выполнение системной диагностики по каналам. Автоматически сигнализируется об обрыве провода, коротком замыкании, неправильной настройке или выходе из строя модуля или датчика, и удается избежать ошибок параметризации. Поэтому появляется возможность сократить времена простоя и увеличить коэффициент готовности установки.

Самое основное

• Конфигурирование с помощью STEP 7
• Обмен данными между датчиками и ПЛК SIMATICPLCчерез недорогой двухжильный кабель
• Параметризация датчиков через управление (IntelliTeach)
• Системная диагностика вплоть до датчика сигналов сокращает времена простоя
• Замена датчиков во время работы без повторной параметризации

Технические данные

Характеристика

Исполнение D4 и M5

Диффузионный датчик

Датчик однонаправленного действия

Исполнение M12

Диффузионный датчик

Датчик отражающего действия 

Датчик однонаправленного действия

Исполнение M18

Диффузионный датчик

Датчик отражающего действия

Датчик однонаправленного действия

Исполнение K30 и K31

Диффузионный датчик

Датчик отражающего действия

Датчик однонаправленного действия

Исполнение K40

Диффузионный датчик

Датчик отражающего действия

Датчик однонаправленного действия

Исполнение K80

Диффузионный датчик

Датчик отражающего действия

Датчик однонаправленного действия

Схема подключения

Структурная схема 1

соединитель M8,
Tип A, C, D,
Кабель

Структурная схема 2

соединитель M8,
Tип A, C, D
Кабель

Структурная схема 3

соединитель M8,
Tип B,
Кабель

Структурная схема 4

соединитель M8,
Tип B, 4-х контактный,
Кабель

Структурная схема 5

соединитель M12,
Tип F, K, L,
Кабель

Структурная схема 6

соединитель M12,
Tип F, K, L,
Кабель

Структурная схема 7

соединитель M12,
Tип E, F, H, J, K, L,
Кабель

Структурная схема 8

соединитель M12,
Tип G, M

Структурная схема 9

соединитель M12,
Tип E, F, H, J, K, L, M
Кабель

Структурная схема 10

гнездо M8,
Tип O, 8-ми контактный

Структурная схема 11

Винтовое крепление 

Структурная схема 12

Винтовое крепление

Структурная схема 13

соединитель M12,
Tип E, F, H, J, K, L, N
Кабель

Структурная схема 14

соединитель M12,
Tип E, F, H, J, K, L, N
Кабель

Структурная схема 15

соединитель M12,
Tип E, F, H, J, K, L, N
Кабель

Структурная схема 16

соединитель M8,
Tип B, 4-х контактный

Структурная схема 17

соединитель M8,
Tип B, 4-х контактный

Структурная схема 18

соединитель M8,
Tип B, 4-х контактный

Структурная схема 19

соединитель M12,
Tип E, F, H, J, K, L, N
Кабель

Структурная схема 20

соединитель M12,
Tип E, F, H, J, K, L, N
Кабель

Структурная схема 21

соединитель M12,
Tип E, F, H, J, K, L, N
Кабель

Структурная схема 22

соединитель M12,
Tип E, F, H, J, K, L, N
Кабель

Структурная схема 23

соединитель M8,
Tип B, 4-х контактный

Структурная схема 24

соединитель M8,
Tип B, 4-х контактный

Структурная схема 25

соединитель M8,
Tип B, 4-х контактный

Структурная схема 26

соединитель M12,
Tип E, F, H, J, K, L, N
Кабель

Структурная схема 27

Кабель

Структурная схема 28

Кабель

Структурная схема 29

Кабель

Структурная схема 30

Кабель

Структурная схема 31

Структурная схема 32

Кабель

Структурная схема 33

Кабель

Структурная схема 34

Кабель

Структурная схема 35

Кабель

Структурная схема 36

Кабель

Структурная схема 37

Кабель

Структурная схема 38

соединитель M12,
Tип E, F, H, J, K, L, N
Кабель

Структурная схема 39

соединитель M12,
Tип G, M

Структурная схема 40

соединитель M12,
Tип G, M

Структурная схема 41

соединитель M12,
Tип O, 8-ми контактный

Дальнейшая информация

Информация по терминам оптических датчиков приближения

Термины технологии фотоэлектронных датчиков приближения описаны ниже. Некоторые термины описаны в IEC 60947-5-2.

Соединение с AS-интерфейсом

Значение битов данных

Значение битов параметров

Антиинтерференционная функция

Эта функция предотвращает взаимное влияние датчиков Opto-BERO. При датчиках с антиинтерференционной функцией между ними можно не выдерживать минимального расстояния. Так, например, два фотореле отражающего действия можно ориентировать на общий отражатель.

Выходы

Срабатывание на темноту

Функция"срабатывание на темноту" означает, что соответствующий выход срабатывает (проводит ток), когда свет на приемник не попадает.

Срабатывание на свет

Функция "срабатывание на свет" означает, что соответствующий выход срабатывает (проводит ток), когда свет на приемник попадает.

Разнозначные (антивалентные) датчики (выходы)

Такие датчики имеют 2 выхода. При этом один выход срабатывает на темноту, а другой - на свет. Такая конфигурация называется разнозначной или антивалентной.

Резерв функционирования

Альтернативно часть приборов может поставляться с другой конфигурацией выходов, один выход срабатывает на темноту, другой показывает резерв функционирования.

Выходной ток (максимальный)

Датчики рассчитаны на определенный максимальный выходной ток (см. технические данные). Даже при кратковременном выходе этого тока за верхнюю допустимую границу срабатывает встроенная защита от перегрузки и короткого замыкания. Таким образом, обеспечивается эффективная защита датчика от выхода из строя. Лампы накаливания, конденсаторы и другие нагрузки с большой емкостью (например, длинные кабели) оказывают воздействие, аналогичное перегрузке. Установка минимального рабочего тока не требуется. Встроенные специальные сопротивления обеспечивают постоянное наличие выходного сигнала.

Автоколлимация

У этих датчиков оптические оси излучателя и приемника совпадают. Датчик имеет только один оптический элемент. Благодаря этому перед датчиком BERO отсутствует слепая зона, а точность точки коммутации выше.

Подавление ложных импульсов на включение

Датчики оборудованы системой подавления ложных импульсов на включение. Она предотвращает появление ложных импульсов с момента подачи рабочего напряжения до готовности к работе (около 5 мс).

Регулировка (потенциометром)

Диапазон чувствительности диапазон - диапазон, в котором м.б. задана рабочая область. Этот термин замяет ранее используемый термин "Дтапазон передачи".

Поправочные коэффициенты (дальность действия)

Приводимые в технических спецификациях параметры дальности действия световых датчиков отражающего действия действительны для указанных поверхностей с использованием стандартной белой матовой бумаги. Для других поверхностей действительны следующие поправочные коэффициенты (ориентировочные значения):

Деблокирующий вход

На датчиках Opto-BERO с тестовым входом излучатель можно целенаправленно включать и выключать. Контроль работы датчика можно осуществлять путем соответствующего анализа выходного сигнала (фотореле: путь луча свободен / световой датчик: присутствует отражающий объект).
Для блокировки BERO на деблокирующий вход необходимо подать 0 В. Для работы датчика на вход ничего подавать не нужно.

Предел постороннего света

Посторонний свет - это свет, попадающий на фотоприемник от внешних источников. Измерение освещенности производится на поверхности оптического входа. Благодаря применению мигающего света датчики BERO практически нечувствительны к постороннему свету. Тем не менее, установлен верхний предел интенсивности внешнего излучения, который называется пределом постороннего света. Он указывается для солнечного света (немодулированного) и для света от галогенных источников (модулированного двойной сетевой частотой). При интенсивностях освещения, превышающих соответствующий предел постороннего света, надежная работа датчиков оказывается под вопросом.