Санкт-Петербург
Производственный процесс предполагает применение вращающихся исполнительных механизмов. Они могут работать с разной скоростью, ускорением, менять угол наклона и положение. Контролировать и регулировать эти параметры в соответствии с заданными требованиями, призвана система промышленной автоматизации. На основании оперативных данных, предоставляемых разными типами датчиков, производится управление рабочими операциями. Для определения углового положения вращающейся оси устанавливают абсолютные и инкрементные энкодеры угла поворота.
Основные типы и характерные особенности
Задача энкодера углового положения заключается в отслеживании фактического угла оси путем считывания текущей информации и ее преобразования для передачи средствам управления. Передача данных производится в виде аналоговых или цифровых сигналов. При этом сенсоры могут оснащаться разными выходными интерфейсами. Электромеханические устройства, иначе называемые датчики угла, энкодеры, сенсоры или преобразователи, являются одним из ключевых компонентов средств автоматизации. Находясь на первичном (полевом) уровне автоматизированной системы, они предоставляют актуальную информацию средствам управления.
В зависимости от технических требований, технологического процесса применяют разные модели устройств. Существует два типа преобразователей: инкрементальный и абсолютный. Несмотря на идентичность решаемых задач, между техническими решениями есть существенные отличия. Основными из них являются:
- способ формирования выходного сигнала;
- разрешающая способность;
- вид информации об угловом положении вала;
- методы передачи информации;
- функциональные возможности.
Энкодер инкрементального типа, сканируя данные об угловом положении, передает их в виде череды электрических импульсов на каждый полный оборот вала. При этом информация предоставляется относительно не начального, а предыдущего положения оси, а в случае выключения питания не сохраняется. При необходимости определения абсолютных значений угла поворота потребуется установка дополнительного устройства. По мере поступления потока электрических импульсов принимающее интеллектуальное оборудование (например, контроллер) производит их подсчет, обработку, на основании чего определяет угловое положение оси.
Для считывания информации относительно начальной координаты устанавливают абсолютный датчик положения. Энкодер этого типа имеет большую функциональность, формирует уникальный цифровой код на каждое положение оси вращения, отличается целым рядом преимуществ. Основными достоинствами абсолютного преобразователя являются:
- большая разрешающая способность вне зависимости от скорости вращения;
- быстрое восстановление после включения электропитания;
- способность сохранять свою работоспособность в самых сложных условиях;
наличие энергонезависимого источника питания, благодаря чему обеспечивается «запоминание» своего положения даже после выключения напряжения.
Кроме этого, абсолютные датчики отлично совместимы с оборудованием управления различных типов. Это способствует их широкому применению и выполнению самых сложных алгоритмов систем управления.
Технологии считывания информации
Для решения задач углового позиционирования вала вращения применяют энкодеры с разными интегрированными технологиями. На основании принципа действия выделяют:
- резистивные устройства;
- индуктивные датчики;
- оптико-электронные преобразователи;
- магнитные энкодеры.
С точки зрения простоты конструктивного решения и функционирования первое место принадлежит резистивным датчикам. Первичные преобразователи относят к устройствам параметрического типа, принцип действия которых основан на зависимости электрического сопротивления резистора от механического перемещения объекта. Основными недостатками являются вероятность получения неточных данных, небольшая стойкость к внешним помехам, малый диапазон углового измерения.
Характерными особенностями обладает индуктивный датчик угла поворота. Энкодер отличается двух этапной обработкой данных. На первом этапе происходит преобразование вращения в поступательное перемещение сердечника катушки индуктивности. На втором выполняется передача электромагнитных сигналов с катушки средству управления. Отрицательной стороной такого вида преобразователя является длительное время отклика, ввиду чего его не используют в процессах, где имеет место частое изменение направления и скорости вращения.
Энкодер с оптико-электронной технологией относится к наиболее распространенным видам сенсорных устройств. Состоит из стеклянного диска с чередующимися светлыми и темными областями. Диск помещен в пространство между источником света и фотодиодной матрицей (фототранзистором). Разрешение энкодера определяется числом темных рисок на оптическом диске.
Магнитный преобразователь конструктивно состоит из датчиков Холла и магнитного кольца. По мере движения через магнитные полюса датчики производят регистрацию вращающегося магнитного элемента. Полученные при этом значения посредством электронного устройства преобразуются в электрический выходной сигнал или код.
ООО «А-К-С» предлагает все типы сенсорных устройств. На сайте интернет-магазина можно приобрести поворотный энкодер, датчик скорости, системы линейных измерений, а также другие контрольные и измерительные устройства.