زمانی که از انواع سنسور صنعتی صحبت میکنیم، ناخودآگاه یاد قطعاتی خواهیم افتاد که یک سری مشخصات فیزیکی را اندازهگیری میکنند و آن را میخوانند. سنسورهای معمولی در مقایسه با سنسورهایی که در صنعت و کارخانهها کاربرد دارند، دارای تفاوتهایی هستند. برای نمونه، شما محدوده دمایی بیشتری در سنسورهای صنعتی دما مشاهده خواهید کرد و این قطعات الزاما برای شرایط سخت و نامساعد طراحی شدهاند.
سنسورهایی که در بخش صنعت به کار گرفته شدهاند، دارای استانداردهایی هستند که تنها میتوان آن را در کنار کنترل کنندههای صنعتی مخصوص به کار برد. البته، میتوان در شرایط خاص این قطعات را در بخشهای غیر صنعتی نیز استفاده کرد. انواع سنسور صنعتی و قطعاتی که مشخصاتی مانند دما، فشار، حرکت و حتی نور را حس میکنند، بخش اصلی کارخانهها هستند. در عمل، بدون دانستن شرایطی مانند دما و فشار، کنترل کنندهها نمیتوانند دستورهای مورد نظر را صادر کرده و فرایندها را جلو ببرند.
سنسور صنعتی چیست؟
در حالت کلی، سنسور یا حسگر به قطعهای گفته میشود که قدرت تشخیص شرایط پیرامون را دارد. این شرایط شاید دمای محیط باشد یا شاید هم تشخیص رطوبت هدف ما از طراحی سنسورها باشد. به بیان بهتر، یک حسگر به صورتی طراحی شده است که حساس به دما، رطوبت، فشار، حرکت یا شدت نور است و در صورتی که در معرض تغییر قرار بگیرد، خروجی الکتریکی آن نیز تغییر پیدا خواهد کرد.
به دلیل آسان بودن انتقال انرژی الکتریکی، خروجی انواع سنسور صنعتی به صورت الکتریکی است و این خروجی به صورت سیگنالی اختصاصی خواهد بود. این سیگنال در نهایت توسط دستگاه دیگری به نام کنترل کننده پردازش خواهد شد و از آن برای کنترل دستگاهها استفاده میشود.
انواع سنسورهای صنعتی
سنسورهای صنعتی انواع مختلفی دارند و همان طور که در بخشهای غیر صنعتی نیز با قطعات متنوعی برخورد دارید، در صنعت نیز ما میتوانیم حسگرهای اختصاصی را به کار ببریم. برای نمونه، مشخصات فیزیکی که در کارخانهها اهمیت دارند و باید تحت کنترل قرار بگیرند، دما، فشار، شدت نور، شدت ولتاژ و شدت جریان هستند.
- حسگر دما
- حسگر فشار
- حسگر لمسی
- حسگر تصویر
- حسگر حرکت
- حسگر شدت روشنایی
- حسگر لرزش
- حسگر رطوبت
- حسگر رنگ
- حسگر سطح
- حسگر گاز
- حسگر فاصله
همان طور که مشاهده میکنید، تنوع بالایی از این نظر در بخش صنعتی وجود دارد و برای هر کدام از این موارد در کارخانهها، کارگاهها، ساختمانها و حتی منازل کاربردهای بی نظیری وجود دارد. باید اشاره کرد که پس از تشخیص شرایط در داخل این سنسورها، خروجی مورد نظر به صورت الکتریکی به یک کنترل کننده صنعتی ارسال خواهد شد که وظیفه تصمیم گیری و کنترل فرایندها را برعهده دارد.
حتی ممکن است، براساس شرایط در بخشهای مختلف، اطلاعات سنسورها به نمایشگرها نیز ارسال شود و در نهایت به صورت گرافیکی روی یک صفحه رنگی به نمایش گذاشته شود. در تمامی این حالتها باید از یک رابط به صورت با سیم یا بی سیم استفاده شود تا توسط آن، سیگنال به کنترل کننده ارسال شود. رابط های با سیم در صنعت کاربرد زیادی دارند اما در بسیاری از بخشها نیز میتوان در صورت مساعد بودن شرایط از رابطهای بی سیم برای انتقال سیگنالها استفاده کرد.
کاربرد انواع سنسور صنعتی
انواع سنسور صنعتی بخش مهم و اساسی کارخانهها یا سایر بخشهای تولیدی است. در صورتی که از این قطعات برای کنترل فرایند و نظارت استفاده نشود، نمیتوان به اصل مهمی به نام خودکار سازی فرایند یا اتوماسیون صنعتی دست پیدا کرد. کاربرد اصلی حسگرها تشخیص شرایط فیزیکی و تبدیل آن به سیگنالی استاندارد است. در واقع، تمامی سنسورها از استاندارد مشخص و مختص به خود بهره میبرند که براساس آن طراحی و تولید شدهاند.
دستگاه گیرنده سیگنال حسگرها نیز باید به صورتی طراحی شده باشد که بتواند این استاندارد را بخواند و آن را تحلیل کند. به بیان بهتر، نمیتوان در یک دستگاه کنترل کننده (PLC) یا ترموستات صنعتی از سنسورهای غیر استاندارد استفاده کرد که قابلیت شناسایی آن تعریف نشده است. استاندارد با سیم RS485 در دستگاههای الکتریکی و الکترونیکی برای انتقال سیگنالهای انواع سنسور صنعتی و ماژولها تعریف شده است.
سنسورهای اتوماسیون صنعتی
اتوماسیون صنعتی یا خودکارسازی فرایندها بخش اصلی کارخانهها و تولیدیها است که اساس کار آنها کنترل کنندهها و سنسورها است. سنسورهای اتوماسیون صنعتی معمولا به همراه ماژول آنها شناخته میشوند و برای نمونه در مورد تشخیص دما، شما در کنار یک حسگر باید ماژول آن را نیز در اختیار داشته باشید تا بتوانید به صورت بهینه از محصول استفاده کنید.
معمولا در اتوماسیسون انواع سنسور صنعتی در جریانهای پایین کار میکنند. این در حالی است که شما مشخصههای متعدد دیگری را نیز در مورد این قطعات مشاهده میکنید که یکی از مهمترین آنها زمان پاسخگویی است. در حقیقت، این زمان پاسخگویی مدتی را که سنسور میتواند در آن شرایط را تشخیص داده و خروجی را ارائه دهد، مشخص میکند.
البته، دمای کارکرد این قطعات نیز از مهمترین اصلها است که در زمان انتخاب آن باید دقت زیادی به این مشخصه شود. این مشخصه براساس شرایط محیطی تعیین شده و در بخش مشخصات قطعات نیز بیان میشود.
انواع خروجی های متداول سنسور ها
در استفاده از سنسورها باید با انواع سیگنال های خروجی الکتریکی آشنا بود. می توان خروجی ها را در پنج رده مختلف دسته بندی نمود.
نوع A: سنسورهایی با ماهیت قطع و وصل خروجی (دیجیتالی) مانند سنسورهای مجاورتی، فشار، اندازه گیری سطح مایعات و … این نوع سنسورها را عمدتاً می توان به طور مستقیم به دستگاه PLC متصل نمود.
نوع B: سنسورهایی که سیگنال خروجی آنها به صورت پالسی هستند، مانند سنسورهای اندازه گیری میزان چرخش و یا طول و … این نوع سنسورها اکثراً توسط Interface قابل وصل به دستگاه PLC می باشند. PLC می بایستی دارای شمارنده نرم افزاری و سخت افزاری باشد.
نوع C: سنسورهایی که سیگنال خروجی آنها به صورت آنالوگ بوده ولی دارای بخش تقویت کننده و یا تبدیل کننده نیستند. این سیگنال ها خیلی ضعیف بوده (در حد میلی ولت) و قابل استفاده مستقیم در دستگاه های کنترل نیستند، مانند سنسورهای پیزوالکتریک و یا سنسورهای Hall.
نوع D: سنسورهایی که سیگنال خروجی آنها به صورت آنالوگ بوده و واحد الکترونیک (تقویت کننده، تبدیل کننده) در خود سنسور تعبیه شده است. در این نوع سنسور خروجی ها را می توان به طور مستقیم جهت استفاده در دستگاه های کنترل استفاده نمود.