انواع سنسورهای PLC و اتصال آنها

انواع سنسورهای PLC پایه و اساس سیستم‌های اتوماسیون صنعتی هستند و بدون آنها امکان کنترل دقیق فرآیندهای تولید غیرممکن است. سنسورها نقش چشم و گوش یک سیستم کنترلی را دارند و اطلاعات محیطی را به سیگنال‌های قابل پردازش تبدیل می‌نمایند. PLC این اطلاعات را تحلیل و پردازش کرده و فرمان‌های لازم را بر اساس آنها صادر می‌کند. هرچه دقت و کیفیت داده‌هایی که از سنسورهای PLC دریافت می‌شود بالا باشد عملکرد سیستم کنترل هم بهتر می‌شود. به همین دلیل آشنایی با انواع سنسورهای پی ال سی و نحوه عملکرد و اتصال آنها اهمیت زیادی دارد.

با گسترش فناوری‌های صنعتی سنسورها هم تنوع بیشتری پیدا کرده‌اند و از هر کدام برای کاربرد خاصی استفاده می‌شود. سنسورها اطلاعات حیاتی مثل دما و فشار،‌ موقعیت، سطح و جریان را به PLC منتقل می‌کنند. وجود سنسورهای دقیق و استفاده درست از آنها بهره‌وری خط تولید و سیستم مدیریت را بالا می‌برد و از بروز خطاهای پرهزینه جلوگیری می‌کند. تیاش ولتاژ به عنوان نماینده فروش PLC زیمنس آلمان تمامی محصولات این شرکت از قبیل انواع پی ال سی سری S7 انواع کارت حافظه و دیگر قطعات مورد نیاز برای یک سیستم اتوماسیون صنعتی را با کیفیت بالا و قیمت مناسب به بازار عرضه می‌کند. ۰۹۱۲۸۰۴۷۲۷۶

 

منظور از سنسورهای PLC چیست

سنسورهای PLC در واقع قطعاتی هستند که کمیت‌های فیزیکی مثل دما، فشار،‌سطح،‌ موقعیت یا جریان را تشخیص می‌دهند و آنها را به سیگنال الکتریکی قابل فهم برای PLC تبدیل می‌کنند. PLC خودش نمی‌تواند شرایط محیطی را درک کند و این سنسورها هستند که اطلاعات واقعی محیط را در اختیارش می‌گذارند. سیگنال‌های خروجی به صورت دیجیتال یا آنالوگ هستند و با توجه به نوع ورودی PLC از آنها استفاده می‌شود. بدون وجود سنسورهای PLC امکان تصمیم‌گیری دقیق وجود ندارد. مثلا در یک خط تولید صنعتی سنسور می‌تواند وجود یک قطعه را تشخیص دهد یا دمای کوره را اندازه بگیرد. تمامی این اطلاعات از طریق سنسور به پی ال سی می‌رسد و بر اساس آنها برنامه‌هایی که روی PLC نصب شده اجرا می‌شوند.

برای خرید انواع پی ال سی زیمنس آلمان، پنل hmi زیمنس و دیگر تجهیزات مورد نیاز اتوماسیون صنعتی به سایت تیاش ولتاژ مراجعه کنید. یا با شماره‌های ما تماس بگیرید. ۰۹۱۲۸۰۴۷۲۷۶

انواع سنسورهای PLC

سنسورهای مورد استفاده در سیستم‌های PLC از نظر نوع سیگنال خروجی، ساختار داخلی و کاربرد صنعتی به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. یکی از رایج‌ترین دسته‌بندی‌ها بر اساس نوع سیگنال خروجی است که شامل سنسورهای آنالوگ و دیجیتال می‌شود. علاوه بر این، برخی سنسورها بر اساس کاربرد فیزیکی مانند سنجش دما، فشار، سطح یا موقعیت طبقه‌بندی می‌شوند. با وجود این تنوع تقریبا برای هر فرآیند صنعتی یک سنسور مناسب و تخصصی وجود دارد.

برای اینکه سنسور مناسب را انتخاب کنید باید نسبت به شرایط محیطی پروژه، محدوده اندازه‌گیری، دقت مورد نیاز و نوع ورودی PLC توجه کنید. بعضی سنسورها برای محیط‌های مرطوب یا دارای گرد و غبار طراحی شده‌اند، در حالی که بعضی دیگر مناسب کاربردهای دقیق آزمایشگاهی هستند. همچنین نوع تغذیه و استانداردهای صنعتی نیز در انتخاب سنسور اهمیت دارد. شناخت کامل انواع سنسورهای PLC به مهندسان کمک می‌کند که یک سیستم کنترلی پایدار و ایمن داشته باشند.

سنسورهای آنالوگ از انواع سنسورهای PLC

خروجی سنسورهای آنالوگ به صورت یک سیگنال پیوسته و متغیر است. این سیگنال معمولا در قالب ولتاژ یا جریان استاندارد صنعتی مانند ۰ تا ۱۰ ولت یا ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر به PLC ارسال می‌شود. مهمترین مزیت این سنسورها این است که می‌توانند یک کمیت فیزیکی را خیلی دقیق و پیوسته اندازه بگیرند. مثلا برای اندازه‌گیری فشار یا دما که به تدریج تغییر می‌کنند باید حتما از سنسور آنالوگ استفاده کرد.

PLC برای خواندن سیگنال‌های آنالوگ به ماژول ورودی آنالوگ نیاز دارد. این ماژول ورودی آنالوگ سیگنالی که از ماژول خروجی آمده را به داده دیجیتال تبدیل می‌کند. وقتی مقادیر تبدیل می‌شوند مهندسان می‌توانند مقادیر دقیق را در فرآیند برنامه‌نویسی استفاده کنند. برای کنترل دمای کوره، سطح مخازن یا تنظیم سرعت موتور از این سنسورهای آنالوگ استفاده می‌شود.

خرید کارت ورودی آنالوگ 6ES7231-4HD32-0XB0 زیمنس در سایت تیاش ولتاژ.

سنسورهای دیجیتال

خروجی سنسورهای PLC دیجیتال به صورت صفر و یک است. این نوع سنسورها معمولا برای تشخیص وضعیت روشن یا خاموش، وجود یا عدم وجود یک جسم، یا رسیدن به یک حد مشخص به کار می‌روند. خروجی آن‌ها می‌تواند به صورت سیگنال ولتاژ مستقیم به ورودی دیجیتال PLC متصل شود. سادگی ساختار و سرعت پاسخ‌دهی بالا از مزایای اصلی این سنسورها است. در بسیاری از خطوط تولید صنعتی از سنسورهای دیجیتال برای تشخیص حضور قطعات یا فعال شدن یک کلید ایمنی استفاده می‌شود. از آنجا که این سنسورها تنها دو وضعیت صفر و یک دارند برنامه‌نویسی آنها در PLC ساده‌تر است. علاوه بر این هزینه سنسورهای دیجیتال از سنسورهای آنالوگ کمتر است و به همین دلیل کاربرد بیشتری دارند ولی برای اندازه‌گیری‌های دقیق و پیوسته پیشنهاد نمی‌شوند.

سنسورهای ورودی/خروجی

برخی از تجهیزات در سیستم‌های صنعتی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که علاوه بر ارسال اطلاعات، قابلیت دریافت فرمان هم دارند. این دستگاه‌ها درواقع هم سنسور ورودی دارند هم خروجی و می‌توانند به طور دو طرفه با PLC تعامل داشته باشند. این ساختار در سیستم‌های اتوماسیون پیشرفته کاربرد دارد و انعطاف‌پذیری سیستم را بالا می‌برد. با وجود این سنسورها PLC می‌تواند علاوه بر دریافت داده، تنظیمات خاص را هم به دستگاه مورد نظر ارسال کند. مثلا یک دستگاه اندازه‌گیری هوشمند که سنسور ورودی/خروجی دارد می‌تواند هم اطلاعات دما را به PLC بفرستد و در عین حال فرمان کالیبراسیون را دریافت کند. این ارتباط دوطرفه معمولا از طریق پروتکل‌های صنعتی و ماژول‌های ارتباطی انجام می‌شود.

سنسورهای PLC، سنسورهای مجاورتی

سنسورهای مجاورتی یا تماسی برای این طراحی شده‌اند که بدون تماس فیزیکی حضور اجسام را تشخیص دهند. این حسگرها از انواع سنسورهای PLC معمولا برای تشخیص موقعیت قطعات فلزی یا غیر فلزی در صنایع به کار می‌روند. این سنسورها بر اساس میدان مغناطیسی، الکتریکی یا امواج خاص کار می‌کنند و می‌توانند اجسام را در فاصله مشخصی شناسایی کنند. استفاده از این سنسورها استهلاک مکانیکی را کاهش می‌دهد. استفاده از سنسورهای مجاورتی در خطوط تولیدی که سرعت بالایی دارند مهم است. این سنسورها در شمارش قطعات یا تشخیص عبور اجسام دیگر نقش مهمی دارند. چون تماس مستقیم ندارند طول عمرشان نسبت به کلیدهای مکانیکی بالاتر است. خروجی دیجیتال دارند و راحت به ورودی PLC متصل می‌شوند.

 

سنسورهای PLC ، سنسورهای نوری

سنسورهای نوری از دیگر انواع سنسورهای PLC هستند که بری تشخیص اجسام از پرتو نور استفاده می‌کنند. این سنسورها یک فرستنده و گیرنده نور دارند و اگر پرتو نور توسط یک جسم خارجی قطع شود سیگنال خروجی تغییر می‌کند. این سنسورها دقت بسیار بالایی در شناسایی اجسام کوچک دارند. در صنایع بسته‌بندی و خطوط مونتاژ از سنسورهای نوری برای شمارش یا تشخیص عبور محصولات استفاده می‌کنند. این سنسورها می‌توانند در فواصل مختلف نصب شوند. خروجی آن‌ها دیجیتال است و مستقیماً به PLC متصل می‌شود.

سنسورهای موقعیت و جابجایی

سنسورهای موقعیت و جابجایی برای اندازه‌گیری حرکت خطی یا چرخشی استفاده می‌شوند. این سنسورها می‌توانند میزان جابجایی یک قطعه یا زاویه چرخش یک محور را به سیگنال الکتریکی تبدیل کنند. از این سنسورها در ماشین‌آلات صنعتی که نیاز به کنترل دقیق حرکت دارند زیاد استفاده می‌شود. استفاده از این سنسورها در سیستم‌های سروو موتور و تجهیزات دقیق صنعتی رایج است. داده‌های دقیقی که از این سنسورها دریافت می‌شود به PLC این امکان را می‌دهد که موقعیت دقیق را محاسبه کرده و فرمان اصلاحی صادر کند. خروجی این سنسورها بسته به نوع کاربرد می‌تواند آنالوگ یا دیجیتال باشد. خرید درایو اینورتر v20 زیمنس 6SL3210-5BB15-5UV1 با بهترین کیفیت و قیمت مناسب در تیاش ولتاژ. ۰۹۱۲۸۰۴۷۲۷۶

این دسته از سنسورها برای اندازه‌گیری نیروهای مکانیکی و فشار سیالات طراحی شده‌اند. در صنایع مختلف مانند هیدرولیک و پنوماتیک، کنترل فشار اهمیت زیادی دارد و این سنسورها اطلاعات مهم را از محیط می‌گیرند و به PLC ارسال می‌کنند. خروجی آن‌ها اغلب به صورت آنالوگ است و پارامترها را خیلی دقیق اندازه‌گیری می‌کند. از این نوع از سنسورهای PLC برای نظارت بر عملکرد دستگاه در کابردهای صنعتی مثل کنترل پرس‌ها یا سیستم‌های تست استفاده می‌کنند. PLC با دریافت این اطلاعات می‌تواند از آسیب به تجهیزات جلوگیری کند. دقت و قابلیت اطمینان این سنسورها نقش مهمی در ایمنی سیستم‌های صنعتی دارد.

 

سنسورهای دما

سنسورهای دما از پرکاربردترین تجهیزات و سنسورهای PLC در سیستم‌های کنترلی هستند. این سنسورها تغییرات دمای محیط یا فرآیند را اندازه‌گیری می‌کنند و بعد از تبدیل به سیگنال الکتریکی به PLC می‌فرستند. در صنایعی مثل صنایع غذایی، پتروشیمی و نیروگاهی که کنترل دما اهمیت زیادی دارد معمولا از این سنسورها استفاده می‌کنند. سیگنال خروجی سنسورهای دما معمولاً آنالوگ است و از طریق ماژول ورودی آنالوگ به PLC متصل می‌شود. با وجود این سنسورها و برنامه‌نویسی دقیق PLC می‌توان سیستم‌های گرمایشی یا سرمایشی را دقیق کنترل کرد.

سنسورهای سطح

سنسورهای سطح برای تشخیص میزان مایع یا مواد جامد در مخازن استفاده می‌شوند. این سنسورها می‌توانند به صورت نقطه‌ای یا پیوسته سطح را اندازه‌گیری کنند. در صنایع آب و فاضلاب یا نفت و گاز برای کنترل دقیق سطح مخازن از این سنسورها استفاده می‌کنند. بسته به نوع کاربرد، خروجی سنسور سطح می‌تواند دیجیتال یا آنالوگ باشد. اتصال صحیح این سنسورها به PLC از سرریز شدن مخازن یا خشک شدن پمپ‌ها جلوگیری می‌کند.

سنسورهای جریان و ولتاژ

سنسورهای جریان و ولتاژ برای اندازه‌گیری پارامترهای الکتریکی در سیستم‌های صنعتی به کار می‌روند. این سنسورها اطلاعات مربوط به مصرف انرژی یا وضعیت مدار را می‌گیرند و به PLC ارسال می‌کنند. برای اینکه سیستم دچار اضافه بار و خرابی تجهیزات نشود باید روی جریان و ولتاژ نظارت دقیق و مستقیم داشت و به همین دلیل بسیاری از خطوط تولید از این سنسورهای PLC استفاده می‌کنند. خروجی این سنسورها اغلب آنالوگ است و برای تبدیل و رسیدن به PLC نیاز به یک ماژول ورودی مناسب دارد.

 

نحوه اتصال انواع سنسورهای PLC

اتصال سنسورهایPLC  فرآیندی فنی و حساس است که باید با دقت بالا و توسط افراد حرفه‌ای انجام شود. هر اشتباه در سیم‌کشی یا تنظیمات می‌تواند باعث خطای اندازه‌گیری یا حتی آسیب به تجهیزات شود. نوع اتصال مستقیم به نوع خروجی سنسور بستگی دارد؛ سنسورهای دیجیتال معمولا خروجی روشن/خاموش دارند و به ورودی دیجیتال PLC متصل می‌شوند، در حالی که سنسورهای آنالوگ سیگنال پیوسته ولتاژی یا جریانی تولید می‌کنند و باید به ماژول ورودی آنالوگ متصل شوند. در هر دو حالت، توجه به ولتاژ تغذیه، نوع خروجی (PNP یا NPN در سنسورهای دیجیتال)، محدوده سیگنال و مشخصات فنی PLC مهم است. اگر این موارد را در نظر نگیرید نمی‌توانید بین سنسور و PLC سازگاری کامل برقرار کنید.

موقع اتصال سنسورهای PLC نه تنها باید سیم‌کشی‌های فیزیکی را بررسی کنید بلکه باید به پیکربندی نرم‌افزاری PLC هم دقت کنید.  این فرآیند پیکربندی نقش مهمی در فرآیند اتصال دارد. نوع ورودی باید حتما در برنامه‌نویسی معلوم شود، سیگنال‌های آنالوگ باید به درستی مقیاس‌بندی شوند و محدوده‌های هشدار یا کنترل تعریف شوند. علاوه بر این در محیط‌های صنعتی که نویز الکتریکی بالایی دارند باید حتما برای اتصال سنسورهای PLC از کابل‌های شیلددار استفاده شوند و سیم ارت درست متصل شود. فاصله کابل‌های سیگنال از کابل‌های قدرت هم باید رعایت شود.

نکات مهم در اتصال سنسورهای  PLC

• بررسی دقیق مشخصات فنی سنسور و تطابق آن با نوع ورودی PLC پیش از نصب
• انتخاب صحیح بین ورودی دیجیتال و آنالوگ بر اساس نوع خروجی سنسور
• توجه به نوع خروجی سنسورهای دیجیتال (PNP یا NPN) و سیم‌کشی متناسب با آن
• رعایت محدوده ولتاژ یا جریان استاندارد مانند ۰ تا ۱۰ ولت یا ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر
• استفاده از ماژول ورودی آنالوگ مناسب برای سنسورهای پیوسته
• رعایت قطبیت سیم‌ها و اتصال صحیح منبع تغذیه
• استفاده از کابل‌های شیلددار در محیط‌های دارای نویز الکتریکی
• جداسازی مسیر کابل‌های سیگنال از کابل‌های قدرت برای جلوگیری از تداخل
• انجام تنظیمات نرم‌افزاری شامل مقیاس‌بندی و تعریف آلارم‌ها در PLC
• تست نهایی سیستم پس از نصب برای اطمینان از صحت عملکرد سنسور و ورودی کنترلر

زیمنس همچنین کارت‌ حافظه زیمنس را با ظرفیت‌های مختلف از ۲۴ مگابایت گرفته تا ۲ گیگابایت به بازار عرضه می‌کند. برای خرید به سایت تیاش ولتاژ‌ مراجعه کنید.  ۰۹۱۲۸۰۴۷۲۷۶

 

پایان‌بندی

سنسورهای PLC به عنوان عناصر حیاتی در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی شناخته می‌شوند و اطلاعات لازم را برای تصمیم‌گیری درست به پی ال سی می‌فرستند. اگر سنسورها وجود نداشته باشند هیچ سیستمی را نمی‌توان دقیق و درست کنترل کرد و در نتیجه خط تولید عملکرد قابل قبولی نخواهد داشت. شناخت انواع سنسورها و نحوه اتصال درست آنها به PLC یک گام بزرگ برای طراحی و نگهداری سیستم‌های صنعتی به شمار می‌رود. با انتخاب درست سنسورها و نصب اصولی می‌توانید کارایی، ایمنی و طول عمر تجهیزات خود را بالا ببرید.  ۰۹۱۲۸۰۴۷۲۷۶

سوالات متداول

سنسورهای آنالوگ به چه نوع ورودی‌ای در PLC نیاز دارند؟

این سنسورها باید به ماژول ورودی آنالوگ PLC متصل شوند تا سیگنال پیوسته آن‌ها به داده دیجیتال قابل پردازش تبدیل شود.

سنسورهای نوری در چه صنایعی بیشتر استفاده می‌شوند؟

در صنایع بسته‌بندی و مونتاژ برای تشخیص عبور یا شمارش محصولات کاربرد گسترده دارند.

چرا انتخاب صحیح سنسور اهمیت دارد؟

انتخاب درست سنسور باعث افزایش دقت، ایمنی و بهره‌وری سیستم شده و از خرابی تجهیزات و هزینه‌های اضافی جلوگیری می‌کند.

تجهیزات اتوماسیون صنعتی را از کجا خریداری کنم؟

برای خرید انواع پی ال سی زیمنس آلمان و تجهیزات لازم برای اتوماسیون صنعتی به سایت تیاش ولتاژ مراجعه کنید.