เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มีคุณภาพสูง การทำให้กระบวนการทางอุตสาหกรรมเป็นไปโดยอัตโนมัติจำเป็นต้องใช้ส่วนประกอบต่างๆ มากมายที่ทำงานร่วมกันอย่างราบรื่น เซ็นเซอร์ตำแหน่ง ซึ่งเป็นองค์ประกอบเล็กๆ แต่สำคัญยิ่งในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม คือหัวข้อของบทความนี้ เซ็นเซอร์ตำแหน่งในโรงงานผลิตและแปรรูปช่วยให้มั่นใจได้ว่างานสำคัญต่างๆ จะสำเร็จลุล่วงตามแผน ซึ่งช่วยในการตรวจสอบและจัดการกระบวนการผลิต กล่าวโดยละเอียดแล้ว หน้าที่หลักของเซ็นเซอร์ตำแหน่งคือการค้นหา "เป้าหมาย" หรือวัตถุที่เคลื่อนที่ และรายงานการมีอยู่หรือไม่มีอยู่ของวัตถุเหล่านั้น วาล์วแบบนิวแมติกมีประโยชน์หลากหลาย เนื่องจากสามารถส่งสัญญาณไปยังระบบเพื่อสั่งให้ดำเนินการตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ล่วงหน้าเมื่อเป้าหมายอยู่ภายในระยะที่กำหนดไว้จากเซ็นเซอร์ตำแหน่ง

เซ็นเซอร์ตำแหน่งจะส่งสัญญาณบอกระบบให้หยุดการทำงานตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ หรือเปลี่ยนไปทำงานอื่นเมื่อเป้าหมายเคลื่อนที่ออกห่างจากเซ็นเซอร์ตำแหน่ง แม้ว่าในทางทฤษฎีแล้วเป้าหมายอาจเป็นอะไรก็ได้ แต่บทความนี้จะพิจารณาเฉพาะเป้าหมายที่เป็นโลหะและวิธีการระบุตำแหน่งแบบ "ทั่วไป" เพื่อความง่าย เซ็นเซอร์จำกัดเชิงกล เซ็นเซอร์ความใกล้เคียงแบบเหนี่ยวนำ เซ็นเซอร์จำกัดแบบสปริง และเซ็นเซอร์จำกัด เป็นตัวอย่างของเทคโนโลยีเหล่านี้ การทำความเข้าใจภาษามาตรฐานที่ผู้ผลิตเซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ใช้จะเป็นประโยชน์ก่อนที่จะตรวจสอบเซ็นเซอร์ตำแหน่งประเภทต่างๆ

• ระยะการตรวจจับ: ระยะห่างระหว่างพื้นผิวการตรวจจับกับเป้าหมายที่กระตุ้นการทำงานของสวิตช์

• ฮิสเทอรีซิส: ระยะห่างระหว่างจุดปล่อยและจุดทำงานของสวิตช์

• ความสามารถในการทำซ้ำ: ความสามารถของสวิตช์ตลอดอายุการใช้งานในการระบุเป้าหมายเดียวกันภายในระยะเดียวกันได้อย่างสม่ำเสมอ

• เวลาตอบสนอง: ช่วงเวลาระหว่างการตรวจจับเป้าหมายและการสร้างสัญญาณเอาต์พุต

สวิตช์จำกัดแบบกลไก

อุปกรณ์อิเล็กโทรเมคานิกส์ที่เรียกว่าสวิตช์จำกัดเชิงกล ใช้การสัมผัสทางกายภาพโดยตรงกับเป้าหมายเพื่อตรวจจับตำแหน่งของเป้าหมาย อุปกรณ์เหล่านี้สามารถรองรับกระแสไฟฟ้าสูงและทำงานได้โดยไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ สวิตช์เชิงกลไม่สนใจขั้วหรือแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากใช้หน้าสัมผัสแบบแห้ง ทำให้ทนต่อข้อบกพร่องทางไฟฟ้าต่างๆ เช่น สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า การรบกวนคลื่นความถี่วิทยุ กระแสรั่ว และแรงดันตก ชิ้นส่วนต่างๆ เช่น แขนคันโยก ปุ่ม ตัวเครื่อง ฐาน หัว หน้าสัมผัส ขั้วต่อ และส่วนประกอบที่เคลื่อนไหวอื่นๆ ของสวิตช์เหล่านี้ มักต้องการการบำรุงรักษา สวิตช์จำกัดเชิงกลของ Votto อาจมีค่าความแม่นยำในการทำงานซ้ำต่ำ เนื่องจากมีการสัมผัสทางกายภาพโดยตรงกับเป้าหมาย เป้าหมายเองและแขนคันโยกอาจสึกหรอจากการสัมผัสทางกายภาพ นอกจากนี้ยังมีช่องเปิดที่ไม่มีการป้องกัน ซึ่งเสี่ยงต่อการกัดกร่อน ฝุ่น และความชื้น เนื่องจากปัญหาเหล่านี้ สวิตช์ที่ได้รับการรับรองสำหรับพื้นที่อันตรายและหน้าสัมผัสแบบปิดผนึกจึงมักมีราคาสูง

สวิตช์สปริงจำกัด

สวิตช์จำกัดแบบสปริงเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าเชิงกลที่ใช้แรงดึงดูดของแม่เหล็กในการกำหนดตำแหน่งของเป้าหมายแม่เหล็ก ภายในสวิตช์ประกอบด้วยขาโลหะเล็กๆ สองขาที่หุ้มด้วยหลอดแก้ว ซึ่งมีส่วนประกอบหลักคือ "องค์ประกอบรีด" เนื่องจากมีความไวต่อแม่เหล็ก องค์ประกอบรีดจึงตอบสนองต่อเป้าหมายแม่เหล็กโดยการทำงาน เนื่องจากไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับเป้าหมายโดยตรงในการทำงาน สวิตช์จำกัดแบบสปริงจึงมีข้อดีทั้งหมดของสวิตช์เชิงกลในขณะที่หลีกเลี่ยงปัญหาการสึกหรอ

สวิตช์จำกัดแบบสปริงไม่สามารถใช้เป้าหมายที่เป็นเหล็กทั่วไปได้ จำเป็นต้องใช้เป้าหมายที่เป็นแม่เหล็ก สวิตช์รีดไม่น่าเชื่อถือเนื่องจากตัวรีด หลอดแก้ว และขาโลหะเล็กๆ จะเกิดความล้าจากการงอ แรงกดสัมผัสต่ำอาจทำให้เกิดการสั่นของหน้าสัมผัสและสัญญาณผิดพลาดจากรีดในสถานการณ์ที่มีการสั่นสะเทือนสูง

เซ็นเซอร์สำหรับการตรวจจับระยะใกล้แบบเหนี่ยวนำ

เซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้แบบเหนี่ยวนำเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบโซลิดสเตท ใช้การเปลี่ยนแปลงของสนามพลังงานของวัตถุโลหะเพื่อระบุตำแหน่ง ไม่จำเป็นต้องสัมผัสทางกายภาพ และไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ที่อาจติดขัด สึกหรอ หรือเสียหาย ซึ่งช่วยลดการบำรุงรักษา นอกจากนี้ยังทนต่อฝุ่นและสิ่งสกปรกเนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ เซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้แบบเหนี่ยวนำสามารถปรับใช้ได้หลากหลายสำหรับการใช้งานหลายประเภท และมีให้เลือกหลายขนาดและรูปแบบ อย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้แบบเหนี่ยวนำไม่สามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าสูงได้ และต้องการแหล่งจ่ายไฟภายนอก (ไฟฟ้า) ในการทำงาน นอกจากนี้ยังอาจอ่อนไหวต่อแรงดันตก กระแสไฟรั่ว การรบกวนคลื่นความถี่วิทยุ และสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรงและการแทรกซึมของความชื้นอาจส่งผลเสียต่อเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้แบบเหนี่ยวนำได้ในบางครั้ง

สวิตช์จำกัด

สวิตช์จำกัดแบบไร้คันโยกใช้เทคโนโลยีไฮบริดพิเศษ สามารถตรวจจับเป้าหมายที่เป็นเหล็กได้โดยใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้า สวิตช์จำกัดแบบไร้คันโยกมีความน่าเชื่อถือสูงในสถานการณ์ที่ท้าทายและการใช้งานระยะยาว เนื่องจากไม่จำเป็นต้องสัมผัสทางกายภาพหรือพลังงานภายนอก จึงสามารถรับกระแสไฟฟ้าปริมาณมากได้ และไม่มีอะไรติดขัด งอ แตก หรือสึกหรอ เหมือนกับสวิตช์เชิงกล สวิตช์เหล่านี้ทนต่อสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า การรบกวนคลื่นความถี่วิทยุ กระแสไฟรั่ว และแรงดันตก นอกจากนี้ยังไม่ไวต่อขั้วหรือแรงดันไฟฟ้า ฝุ่นละออง คราบสกปรก ความชื้น การสัมผัสทางกายภาพ และสารเคมีหรือสารกัดกร่อนส่วนใหญ่ไม่มีผลต่อสวิตช์จำกัด สวิตช์ส่วนใหญ่มีช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้างและปลอดภัยโดยเนื้อแท้ สวิตช์จำกัดแบบไร้คันโยกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการความกันน้ำและการป้องกันการระเบิด เนื่องจากมีการเชื่อมต่อที่ปิดสนิทและตัวเรือนโลหะที่แข็งแรง

เซ็นเซอร์วัดตำแหน่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบอัตโนมัติในกระบวนการอุตสาหกรรม มีเทคโนโลยีเซ็นเซอร์วัดตำแหน่งมากมายในท้องตลาด แต่ละชนิดมีคุณสมบัติการทำงานที่แตกต่างกัน เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่ต้องการ จึงควรเลือกประเภทเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมกับงานอย่างระมัดระวัง