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Importanza del trigger del sensore in produzione e automazione dei processi

Quando si misura la posizione dei bersagli mobili in ambienti di produzione e di automazione di processo, è importante per capire i diversi metodi di sensore di attivazione, il loro impatto sui tempi di ciclo di misura ed i benefici che possono offrire più di misurazione continua, dice Chris Jones, Managing Director di Micro -Epsilon Regno Unito.

Triggering è un termine spesso utilizzato nella tecnologia di rilevamento e misurazione e include tutti i diversi metodi di avvio di una misurazione o di un'uscita controllata di dati di misurazione.

In particolare negli ambienti di automazione della produzione e dei processi, al fine di ridurre il carico del sistema su tutte le unità di monitoraggio e controllo a valle, un risultato di misurazione permanente spesso non è l'approccio migliore. Invece, il sensore dovrebbe attendere un segnale proveniente da una fonte esterna che specifica il tempo per l'esecuzione di una misurazione, iniziando così l'uscita dei dati. Il trigger è quindi spesso avviato da un segnale esterno.

Ad esempio, si consideri un oggetto target in una linea di produzione ad alta velocità, che passa un sensore ogni cinque secondi per un periodo di un secondo. Se il sensore ha una funzione trigger, l'uscita del sensore deve essere attivata (attivata) ogni 5 per una durata di 1. Le misure tra gli oggetti di destinazione non sono interessanti e quindi non devono essere valutate. Questo tipo di configurazione del sensore offre risparmi in termini di memoria del sistema di valutazione.

E 'importante capire i diversi metodi di attivazione disponibili e il loro rapporto con sensore di frequenza di misurazione e il ciclo di tempo, in particolare nei processi in rapido movimento.

I sensori laser senza contatto sono spesso installati in ambienti di produzione e automazione dei processi per misurare spostamenti, distanze o posizioni. Questi sensori possono essere attivati ​​sia tramite il 'bordo' che il 'livello' del segnale di trigger. Le seguenti sono implementate come condizioni di innesco: fronte di salita (fronte positivo), fronte di discesa (fronte negativo), livello alto (livello H) e livello basso (livello L).

bordo innescando
Dopo il fronte di trigger, fornito da un interruttore di innesco o PLC, l'uscita analogica viene aggiornata, oppure se è stata selezionata una uscita digitale, solo una misura digitale viene trasmesso tramite un'interfaccia RS422.

livello di scatto
Livello di attivazione, talvolta indicato come gating, causa il sensore per misurazioni di uscita finché la condizione di trigger è soddisfatta.

valori impulso trigger
La durata ti impulso di trigger deve essere almeno un periodo di ciclo (= 1 / frequenza di misura). Con un tasso più lento di misura, la durata dell'impulso trigger deve pertanto essere estesa (ad esempio da ti = 400μs ad una velocità di misurazione 2.5 kHz, a ti = 3.2ms ad una velocità di misurazione 312.5 Hz). Il livello di adattamento necessario alla specifica LVDS (vedi fig 3) di verifica del sensore tramite un controller che permette livelli di guardia al 2.4V a 24V.

Tempo offset del grilletto e segnale di uscita
Il sensore suddivide l'elaborazione e l'uscita delle misurazioni in cicli. Ipotizzando un tasso di misura massima di 2.5kHz, 400μs viene ripreso con cicli per l'esposizione, la lettura in, calcolo e controllo. Un periodo complessivo di circa. 1.6ms passa prima che la prima misura è disponibile all'uscita. Quando avviene l'elaborazione sequenziale nel tempo e nello spazio parallelo, la misurazione successiva è disponibile all'uscita dopo ulteriori 400μs.

L'andamento nel tempo del sensore richiede quindi un intervallo temporale tra due segnali trigger consecutivi di almeno quattro cicli con bordo innesco, o cinque cicli per livello di scatto. Così una misurazione non viene emesso che era valido quattro cicli fa, ma invece la posizione dell'oggetto di misurazione viene acquisita esattamente al momento del trigger. Come risultato, una frequenza massima di trigger di 625Hz si verifica per un tasso di misurazione 2.5 kHz. Rimane un'incertezza tempo di un massimo di un ciclo perché il sensore continua a funzionare nella sua sequenza di ciclo e il bordo grilletto può essere posizionato all'interno del primo ciclo, cioè dall'inizio alla fine del primo ciclo. L'ingresso trigger viene interrogato entro questo periodo. I cavi per una lunghezza minima dell'impulso trigger di almeno un ciclo.

Applicazione
Una tipica applicazione di misura con attivazione consiste nel colmare lacune con singole parti su un nastro trasportatore (vedi Fig 5).

In questo esempio, solo le misurazioni per un particolare intervallo di posizioni devono essere esaminate più da vicino. Il segnale di trigger (verde) avvia la misurazione nel sensore. L'offset dell'ora del segnale di trigger e del segnale di uscita del sensore (blu) può essere visto chiaramente sull'oscilloscopio. Il sensore ha bisogno di questo tempo per l'elaborazione interna e l'output dei risultati di misurazione. Gli encoder sono adatti anche come sorgenti di segnali trigger.

I trasduttori rotanti possono essere trovati in tutti i sistemi industriali a controllo numerico. La velocità di rotazione o la vicinanza degli impulsi dall'encoder è una misura diretta di un cambiamento lineare, ad esempio di un nastro trasportatore. Se un encoder, ad esempio, fornisce impulsi 1,000 per giro e se viene preso in considerazione il tempo di elaborazione interno di 1.6ms nel sensore, allora l'encoder può ruotare ad un massimo di 0.625 giri al secondo (o 37.5rpm), in modo che il massimo la frequenza di trigger per la frequenza di misurazione di 2.5kHz non viene superata.

sommario
Bordo innescando forniture misurazioni singole sull'uscita di un sensore e quindi sostituisce operazione di campionamento. Inoltre, il tipico overflow di memoria associata con misurazione continua viene impedito, che assicura un perfetto allineamento tra la misura e il tempo. Se il sensore è combinato con un controller, tenendo conto delle frequenze massime di trigger, un'unità di misurazione economicamente pratico è prodotta per applicazioni di produzione e di processo.

Process Industry Informer

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