حسگر فوتو الکتریکی سری Keyence PZ-G: ویژگی ها و کاربردهای صنعتی

سنسور فوتوالکتریک Keyence سری PZ-G: ویژگی ها و کاربردهای صنعتی

1. مقدمه

دلیلی وجود دارد که سری Keyence PZ-G در کابینت‌های کنترل در صنایع مختلف از بسته‌بندی مواد غذایی گرفته تا مونتاژ خودرو نشان داده می‌شود: طیف وسیعی از وظایف تشخیص را بدون نیاز به راه‌اندازی تخصصی یا واحد تقویت‌کننده جداگانه انجام می‌دهد. برخلاف سنسورهای فیبر نوری که به تقویت‌کننده خارجی یا حسگرهای جابجایی لیزری نیاز دارند که به روال‌های کالیبراسیون دقیق نیاز دارند، PZ-G بیشتر کارها را با چرخش تریم‌پات و براکت نصب انجام می‌دهد.

گفته شد، "هدف عمومی" به این معنی نیست که "برای همه چیز بدون فکر کار می کند." این مقاله به این موضوع می‌پردازد که PZ-G واقعاً چه کارهایی را به خوبی انجام می‌دهد، کجا محدودیت‌هایی دارد و چگونه در محیط‌های تولید واقعی به کار گرفته شده است - بنابراین می‌توانید قبل از سفارش قضاوت کنید که آیا با خط خاص شما مطابقت دارد یا خیر.

2. سری Keyence PZ-G چیست؟

PZ-G یک حسگر فوتوالکتریک رشته ای مستقل با تقویت کننده داخلی است - به این معنی که عنصر حسگر و پردازش سیگنال با هم در یک واحد قرار می گیرند، بدون نیاز به جعبه کنترل جداگانه. این دستگاه با ولتاژ 10 تا 30 VDC کار می کند، سیگنال ترانزیستوری NPN یا PNP را خروجی می دهد و بسته به نوع آن از طریق کابل سیمی سخت، کانکتور M8 یا کانکتور M12 متصل می شود.

محفظه رزینی است - سبک تر از حسگرهای بدنه فلزی و مقاوم در برابر روغن ها و مواد شیمیایی ملایم رایج در محیط های تولیدی. رتبه IP67 اکثر برنامه های شستشو را پوشش می دهد، اگرچه برای تمیز کردن بخار با فشار بالا یا غوطه وری رتبه بندی نمی شود.

محدوده تشخیص در حالت پرتو پرتو تا 40 متر است که برای سنسورهایی در این کلاس قیمتی غیرعادی طولانی است. مدل‌های بازتابی به 4 متر می‌رسند و مدل‌های بازتابی پراکنده فواصل کوتاه‌تری را کنترل می‌کنند که در آن هدف خود به عنوان سطح بازتابنده عمل می‌کند.

یکی از جزئیات طراحی که شایان ذکر است: PZ-G شامل یک LED نشانگر تراز داخلی روی واحد گیرنده است. هنگامی که محورهای نوری فرستنده و گیرنده به درستی تراز شوند، نشانگر روشن می شود - و آنقدر روشن است که از سراسر پانل یا از سطح کف به وضوح خوانده شود، به این معنی که یک تکنسین می تواند سنسور را بدون نیاز به شخص دوم برای نظارت بر خروجی در کنترلر، تراز کند.

3. ویژگی های کلیدی

3.1 تشخیص بدون تماس

حسگر فوتوالکتریک بدون تماس فیزیکی با هدف کار می کند. این امر سایش سنسور و قطعه کار را از بین می‌برد - برای کاربردهای با چرخه بالا که در آن یک سوئیچ مبتنی بر تماس هر چند ماه یک بار نیاز به تعویض دارد. به عنوان مثال، در یک خط پرکن که 300 بطری در دقیقه کار می کند، یک کلید مکانیکی محدود در نقطه ورودی بطری ظرف چند هفته فرسوده می شود. PZ-G همان کار را بدون هیچ قطعه متحرک انجام می دهد و عمر مفید آن در شرایط عادی برحسب سال اندازه گیری می شود.

3.2 سازگاری مواد گسترده

از آنجایی که تشخیص بر اساس وقفه یا بازتاب نور است تا خواص الکتریکی یا مغناطیسی هدف، PZ-G تقریباً در تمام انواع مواد کار می کند: فلز، شیشه، پلاستیک، چوب، سرامیک و سطوح مایع. این امر آن را برای خطوط تولید مخلوط که در آن مواد هدف بسته به دوره تولید تغییر می کند، کاربردی است.

یک استثنا که ارزش پرچم گذاری را دارد: حالت بازتابی پراکنده استاندارد می تواند با اهداف شفاف یا تقریباً شفاف مانند فیلم شفاف، ویال های شیشه ای یا آب مبارزه کند. برای این موارد، حالت پرتوی عبوری انتخاب قابل اعتمادی است - جسم بدون توجه به ویژگی‌های نوری، پرتو را مسدود می‌کند.

3.3 برد تشخیص طولانی

تا 40 متر در حالت پرتو پرتو، PZ-G کاربردهایی با دهانه بزرگ را پوشش می‌دهد که نیاز به حسگر لیزری گران‌تری در خانواده‌های محصولات دیگر دارند. یک خط مرتب‌سازی لجستیک با یک نوار نقاله گسترده، یک خط پانل چوبی با نوار نقاله‌های ورودی طولانی، یا یک سیستم شستشوی وسیله نقلیه که در آن سنسور باید یک فضای وسیع را بپوشاند - همه موارد استفاده عملی در محدوده رتبه‌بندی PZ-G هستند.

3.4 نشانگر تراز داخلی

LED نشانگر تراز یک ویژگی میدان عملی است که اغلب در خلاصه محصولات ذکر نشده است، اما در حین نصب اهمیت زیادی دارد. تراز کردن یک جفت پرتو در 20+ متر بدون نشانگر سیگنال زنده معمولاً به ارتباط رادیویی دو طرفه بین تکنسین نصب کننده فرستنده و کسی که خروجی کنترلر را می خواند نیاز دارد. LED تراز قابل مشاهده PZ-G این مرحله هماهنگی را حذف می کند - یک نفر می تواند هر دو واحد را در چند دقیقه تراز کند.

3.5 تنظیم آسان حساسیت

یک تریمپوت تک چرخشی روی بدنه حسگر، حساسیت تشخیص را بدون ابزار تنظیم می‌کند. این به ویژه برای برنامه‌های بازتابی پراکنده که در آن اشیاء پس‌زمینه یا تنوع رنگ سطح می‌توانند باعث ایجاد محرک‌های کاذب شوند، مفید است. کاهش حساسیت تا زمانی که فقط هدف مورد نظر خروجی را تحریک کند - در حالی که تسمه نقاله پشت آن را نادیده می گیرد - یک تنظیم ساده است که پس از نصب سنسور کمتر از یک دقیقه طول می کشد.

4. مشخصات فنی

5. حالت های تشخیص و نحوه انتخاب

5.1 زمان استفاده از Through-Beam

پرتو پرتو زمانی که قابلیت اطمینان در اولویت است و شما به هر دو طرف نقطه تشخیص برای نصب دسترسی دارید، انتخاب درستی است. روی اهداف شفاف کار می کند، در حداکثر برد عمل می کند و کمترین تأثیر را از تغییرات سطح هدف می گیرد. معاوضه این است که نیاز به نصب فرستنده و گیرنده و اجرای سیم کشی به هر دو دارد.

5.2 زمان استفاده از Retroreflective

Retroreflective زمانی معنا پیدا می کند که دسترسی به تنها یک طرف نوار نقاله یا ماشین عملی باشد. سنسور و یک نوار بازتابنده را در یک سمت نصب می‌کنید - حسگر نور را به بازتابنده می‌تاباند و تشخیص می‌دهد که پرتو برگشتی قطع شده است. نصب سریعتر از پرتو عبوری است و با اکثر اجسام جامد به طور قابل اعتمادی برخورد می کند. اهداف فلزی براق گاهی اوقات می توانند مشکلاتی را ایجاد کنند زیرا خود هدف می تواند پرتو را به حسگر بازتاب دهد و از بازتابنده تقلید کند - یک فیلتر پلاریزه روی سنسور این مشکل را برطرف می کند.

5.3 زمان استفاده از Diffuse Reflective

بازتابنده انتشار ساده ترین نصب است: یک سنسور، بدون بازتابنده، بدون گیرنده. حسگر نوری را که از هدف به عقب باز می گردد را تشخیص می دهد. برای تشخیص دور نزدیک اجسام مات در پس زمینه غیر بازتابی به خوبی کار می کند. تنظیم حساسیت trimppot در اینجا مهم می شود - شما سنسور را طوری تنظیم می کنید که به هدف پاسخ دهد اما به سطوح پس زمینه پاسخ نمی دهد.

6. نمونه های کاربردی صنعتی

6.1 مثال موردی - خط پر کردن نوشیدنی

یک تولید کننده نوشیدنی باید بطری های PET را در نقطه ورودی چرخ فلک پر سرعتی که با سرعت 24000 بطری در ساعت کار می کند، شناسایی کند. سنسورهای مجاورت مغناطیسی قبلی نمی‌توانستند بدنه بطری‌های غیرفلزی را به‌طور قابل اعتماد تشخیص دهند و یک محلول فیبر نوری واحدهای تقویت‌کننده‌ای را اضافه می‌کرد که چیدمان پانل را پیچیده می‌کرد.

دو جفت پرتو پرتو PZ-G61 در سراسر نوار نقاله ورودی با عرض 600 میلی متر نصب شد - یکی در هر نقطه ورودی خط. رتبه IP67 برنامه تمیز کردن منظم شستشو را بدون تعویض سنسور انجام می دهد. LED نشانگر تراز نصب اولیه را به یک کار 15 دقیقه ای برای یک تکنسین ساده کرد. نرخ رد کاذب از 0.3% (ناشی از جابجایی ناهماهنگی سنسور در تنظیم قبلی) به صفر پس از استفاده از براکت‌های نصب ثابت کاهش یافت. آمپلی فایر داخلی نیاز به دو ماژول تقویت کننده مجزا را از بین برد و فضای ریل DIN را در کنترل پنل آزاد کرد.

6.2 مثال موردی - شمارش سینی PCB قبل از اجاق گاز

یک سازنده قرارداد الکترونیکی باید سینی های PCB را که وارد کوره جریان مجدد می شوند شمارش کند تا پروفایل دستور پخت اجاق را با انواع تخته مطابقت دهد. سینی ها پلاستیکی تیره رنگ با بافت سطحی نامنظم بودند که روی نوار نقاله باریکی در محیطی با نور محیطی بالا در نزدیکی کوره حرکت می کردند.

یک مدل بازتابی PZ-G انتخاب شد زیرا فقط یک طرف نوار نقاله باریک برای نصب در دسترس بود. بازتابنده به براکت دیوار مقابل وصل شد. برای رد انعکاس از لبه‌های سینی مجاور و تشخیص فوکوس در شکستگی کامل سینی، حساسیت از طریق trimpot شماره‌گیری شد. سنسور مستقیماً از طریق خروجی ترانزیستور NPN بدون هیچ گونه شرطی سازی سیگنال به PLC موجود ادغام می شود. دقت شمارش سینی در طول یک دوره اعتبارسنجی سه ماهه به 100٪ رسید و باعث تغییر دستور پخت با عدم تطابق صفر شد.

6.3 مثال موردی - تشخیص بسته در نقطه ادغام نوار نقاله

یک مرکز تدارکات منطقه‌ای به تشخیص شی در یک نقطه ادغام نوار نقاله با سرعت بالا نیاز داشت که در آن بسته‌ها از دو ورودی در یک خط مرتب‌سازی واحد ترکیب می‌شوند. گستره تشخیص 1.8 متر در سراسر یک کمربند عریض بود، و تشخیص باید در فاصله 5 میلی‌ثانیه از رسیدن بسته‌ها به لبه اصلی راه‌اندازی شود تا دروازه‌های انحرافی را به طور قابل اعتماد کنترل کند.

واحدهای PZ-G از طریق پرتو برای بازه طولانی و نیاز پاسخ سریع انتخاب شدند. در زمان پاسخ 1 میلی‌ثانیه، سنسور کنترل گیت را به خوبی در پنجره زمان‌بندی در تمام اندازه‌های بسته آزمایش شده از پاکت‌های کوچک تا کارتن‌های 60 سانتی‌متری فعال کرد. رتبه IP67 محیط انبار باز را بدون مشکلات حفاظت از آب و هوا اداره می کند. نوع رابط M12 برای تعویض سریع بدون سیم کشی مجدد در طول پنجره های تعمیر و نگهداری خط مشخص شده است.

7. نکات نصب و راه اندازی

7.1 نصب تراز برای از طریق پرتو

هر دو فرستنده و گیرنده را روی براکت های ثابت و ایزوله لرزش در صورت امکان نصب کنید. در نوار نقاله هایی با ارتعاش قابل توجه، جابجایی تراز در طول زمان شایع ترین علت ایجاد کننده های نادرست متناوب یا عدم تشخیص است. پس از تراز کردن با استفاده از LED نشانگر داخلی، تمام سخت افزارهای نصب را با ترکیب قفل کننده نخ قفل کنید. به عنوان بخشی از تعمیر و نگهداری معمول، تراز را به صورت فصلی بررسی کنید.

7.2 تنظیم حساسیت برای بازتابی منتشر

با حداکثر حساسیت شروع کنید و به تدریج آن را کاهش دهید در حالی که یک هدف نماینده در جلوی سنسور قرار می دهید. هنگامی که خروجی به طور قابل اعتماد برای هدف تغییر می کند، کاهش را متوقف کنید. سپس یک سطح پس زمینه (تسمه نقاله یا پانل نصب در پشت منطقه هدف) معرفی کنید و تأیید کنید که خروجی را تحریک نمی کند. اگر رد پس‌زمینه کافی نیست، به حالت بازتابی تغییر دهید یا یک نوع سنسور سرکوب پس‌زمینه اضافه کنید.

7.3 انتخاب رابط

مدل‌های با سیم سخت برای نصب دائمی مناسب هستند که در آن سنسور برای تعمیر و نگهداری برداشته نمی‌شود. مدل‌های کانکتور M8 و M12 در محیط‌هایی ترجیح داده می‌شوند که سنسورها برای تمیز کردن حذف می‌شوند یا تعویض سریع تعویض در طول زمان توقف تولید الزامی است. اگر خود سنسور در منطقه شستشو نصب شده باشد، اطمینان حاصل کنید که کانکتور جفت دارای رتبه IP67 است.

7.4 اجتناب از تداخل بین سنسورهای مجاور

هنگامی که چندین سنسور PZ-G نزدیک به هم نصب می شوند - به عنوان مثال، روی یک نوار نقاله چند خطی - در صورت همپوشانی پرتوها، جفت پرتوهای عبوری مجاور می توانند با یکدیگر تداخل داشته باشند. موقعیت های نصب را تکان دهید تا فرستنده ها مستقیماً به سمت گیرنده های مجاور هدف نگیرند. از طرف دیگر، در صورت وجود، از مدل‌هایی با فرکانس‌های کاری متفاوت استفاده کنید یا سنسورهای مجاور را از طریق زمان‌بندی خروجی PLC همگام‌سازی کنید.

8. مشکلات رایج و نحوه رفع آنها

9. مراجع مدل رایج

10. نتیجه گیری

سری Keyence PZ-G جایگاه خود را به عنوان حسگر نیروی کار در طیف گسترده ای از وظایف تشخیص صنعتی به دست آورده است. ترکیب آمپلی فایر داخلی، برد تشخیص طولانی، حفاظت IP67 و نشانگر هم ترازی عملی، تعیین، نصب و نگهداری آن را نسبت به سنسورهایی که روی کاغذ شبیه به هم هستند اما در عمل فاقد این جزئیات هستند، آسان‌تر می‌کند.

این ابزار مناسب برای هر موقعیتی نیست. اهداف بسیار کوچک با سرعت بالا، تشخیص مواد شفاف در حالت پراکنده، یا برنامه هایی که به زمان پاسخ دهی زیر میلی ثانیه نیاز دارند، شما را به سمت سایر خانواده های حسگر Keyence سوق می دهد. اما برای اکثر وظایف تشخیص حضور، شمارش و تأیید موقعیت در خطوط استاندارد صنعتی، PZ-G بدون ایجاد پیچیدگی زیاد نصب را پوشش می‌دهد.

اگر سری PZ-G را برای یک برنامه خاص ارزیابی می کنید، با تیم ما در مورد مواد هدف، فاصله تشخیص، محدودیت های نصب و الزامات خروجی تماس بگیرید. ما سنسورهای اصلی Keyence PZ-G را با اسناد کامل و پشتیبانی فنی عرضه می کنیم.