Per tal de produir un resultat final d'alta qualitat, l'automatització dels processos industrials requereix que nombrosos components diferents funcionin junts a la perfecció. Els sensors de posició, un element modest però crucial en l'automatització industrial, són el tema d'aquest article. Els sensors de posició a les instal·lacions de fabricació i processament garanteixen que les tasques crucials es compleixin segons el previst, cosa que ajuda a la supervisió i la gestió dels processos de producció. Per ser més precisos, la seva funció principal és trobar "objectius" o objectes en moviment i informar sobre la seva presència o absència. Les vàlvules pneumàtiques tenen una varietat d'usos perquè poden transmetre senyals al sistema indicant-li que realitzi una acció preprogramada quan un objectiu es troba dins d'una distància preestablerta del sensor de posició.

El sensor de posició envia un senyal que indica al sistema que deixi de dur a terme aquesta funció preprogramada o que canviï a una altra funció quan l'objectiu s'allunya del sensor de posició. Tot i que l'objectiu pot ser teòricament qualsevol cosa, aquest article només examinarà els objectius metàl·lics i els mètodes "convencionals" per localitzar-los per simplicitat. Els interruptors de límit mecànics, els sensors de proximitat inductius, els interruptors de límit de ressort i els interruptors de límit són algunes d'aquestes tecnologies. Comprendre el llenguatge estàndard utilitzat per la majoria dels fabricants de sensors és útil abans de revisar els molts tipus de sensors de posició.

• Abast de detecció: la separació entre la cara sensora i l'objectiu que activa l'interruptor

• Histèresi: la distància entre el punt d'alliberament i el punt d'actuació de l'interruptor

• Repetibilitat: la capacitat de l'interruptor durant tota la vida útil per identificar consistentment el mateix objectiu dins del mateix rang.

• Temps de resposta: l'interval entre la detecció de l'objectiu i la generació del senyal de sortida.

interruptor de límit mecànic

Els dispositius electromecànics anomenats interruptors de límit mecànics utilitzen el contacte físic directe amb un objectiu per detectar la posició de l'objectiu. Poden suportar càrregues de corrent elevades i funcionar sense una font d'alimentació. Els interruptors mecànics no es preocupen per la polaritat ni el voltatge perquè utilitzen contactes secs, cosa que els fa resistents a diversos defectes elèctrics com ara soroll elèctric, interferències de radiofreqüència, corrent de fuita i caiguda de voltatge. El braç de palanca, el botó, el cos, la base, el capçal, els contactes, els terminals i altres elements mòbils d'aquests interruptors sovint requereixen manteniment. Els interruptors de límit mecànics Votto poden tenir una repetibilitat deficient, ja que estan en contacte físic directe amb l'objectiu. Tant l'objectiu en si com el braç de palanca es poden desgastar a causa del contacte físic. També hi ha obertures no protegides que són susceptibles a la corrosió, la pols i la humitat. A causa d'aquest problema, les zones perilloses certificades i els contactes segellats sovint tenen un preu elevat.

Interruptor de ressort de límit

Un interruptor de límit de molla és una eina electromecànica que utilitza l'atracció magnètica per determinar la ubicació d'un objectiu magnètic. Dins de l'interruptor hi ha dues petites pues metàl·liques tancades en un tub de vidre. Es tracta d'un "element reed". A causa de la seva sensibilitat magnètica, l'element reed respon als objectius magnètics activant-se. Com que no requereixen contacte directe amb l'objectiu per funcionar, els interruptors de límit de molla ofereixen tots els avantatges dels interruptors mecànics, evitant alhora dificultats de desgast.

Els objectius ferrosos normals no es poden utilitzar amb interruptors de límit de ressort; són necessaris objectius magnètics. L'interruptor de llengüeta no és fiable perquè l'element de llengüeta, el tub de vidre i les petites puntes metàl·liques es fatiguen en doblegar-se. Una baixa pressió de contacte pot provocar vibracions dels contactes i senyals erronis de la llengüeta en situacions d'alta vibració.

Sensors de proximitat inductiva

Un dispositiu electrònic d'estat sòlid anomenat sensor de proximitat inductiu utilitza canvis en el camp energètic d'un objecte metàl·lic per determinar on es troba. No cal contacte físic i no hi ha peces mòbils que es puguin bloquejar, desgastar o danyar, cosa que redueix el manteniment. També és resistent a la pols i la brutícia perquè no té peces mòbils. Els sensors de proximitat inductius són molt adaptables per a una àmplia gamma d'aplicacions i estan disponibles en diverses mides i dissenys. Els sensors de proximitat inductius no poden tolerar càrregues de corrent elevades i necessiten una font d'alimentació externa (electricitat) per funcionar. També poden ser vulnerables a caigudes de tensió, corrents de fuita, interferències de radiofreqüència i soroll elèctric. Les fluctuacions extremes de temperatura i la penetració d'humitat poden ser ocasionalment perjudicials per als sensors de proximitat inductius.

interruptor de límit

Utilitzant una tecnologia híbrida especial, els interruptors de límit poden localitzar objectius ferrosos mitjançant camps electromagnètics. Els interruptors de límit sense palanca són increïblement fiables en situacions difícils i en l'ús a llarg termini. Com que no cal contacte físic ni alimentació externa, són factibles càrregues de corrent enormes i res no es pot bloquejar, doblegar, trencar o esmolar. De manera similar als interruptors mecànics, són impermeables al soroll elèctric, les interferències de radiofreqüència, els corrents de fuita i les caigudes de tensió. Tampoc són sensibles a la polaritat ni a la tensió. La pols, la brutícia, la humitat, el contacte físic i la majoria de productes corrosius o químics no tenen cap efecte sobre els interruptors de límit. La majoria dels tipus tenen un ampli rang de temperatura de treball i són intrínsecament segurs. L'interruptor de límit sense palanca és perfecte per a aplicacions que requereixen estanquitat i protecció contra explosions gràcies a les seves connexions segellades i la seva carcassa metàl·lica sòlida.

Els sensors de posició són crucials per a l'automatització dels processos industrials. Hi ha nombroses tecnologies de sensors de posició al mercat, cadascuna amb un conjunt diferent de característiques de rendiment. Per aconseguir el rendiment i la fiabilitat necessaris, cal tenir cura de triar el tipus de sensor adequat per a l'aplicació.