Bài giảng Ứng dụng PLC điều khiển các hệ truyền động thủy khí công nghiệp: Chương 2 - Phạm Tất Thắng

Bài giảng Ứng dụng PLC điều khiển các hệ truyền động thủy khí công nghiệp: Chương 2 Cảm biến và một số thiết bị chấp hành cung cấp cho người học những kiến thức như: Nút bấm, chuyển mạch; Role trung gian; Phân loại cảm biến; Các loại cảm biến thông dụng; Các ứng dụng cảm biến trong công nghiệp.

CHƯƠNG 2

CẢM BIẾN VÀ MỘT SỐ THIẾT BỊ CHẤP HÀNH

2

5

1 Nút bấm, chuyển mạch

 Ứng dụng: con người vận hành, điều khiển máy móc thông qua hệ thống các nút bấm, chuyển mạch

2 Role trung gian

2 Role trung gian

3 Cảm biến

3.1 Phân loại cảm biến

3.2 Các loại cảm biến thông dụng

3.1 Phân loại cảm biến

 Các bộ cảm biến được phân loại theo đặc trưng sau đây:

 Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng kích thích

 Phân loại theo dạng kích thích

 Phân loại theo phạm vi sử dụng

 Phân loại theo thông số mô hình mạch thay thế

Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng kích thích

Hiện tƣợng Chuyển đổi và đáp ứng kích thích

Vật lý - Nhiệt điện; - Quang điện; - Quang từ

- Điện từ; - Quang đàn hồi; - Từ điện

- Nhiệt từ

Hoá học - Biến đổi hoá học ; - Biến đổi điện hoá

- Phân tích phổ…

Sinh Học - Biến đổi sinh hoá; - Biến đổi vật lý

- Hiệu ứng trên cơ thể sống

Phân loại theo dạng kích thích

Âm

thanh

-Biên pha, phân cực; -Phổ; -Tốc độ truyền sóng

Điện -Điện tích, dòng điện; -Điện thế, điện áp

-Điện trường; -Điện dẫn, hằng số điện môi

Từ -Từ trường; -Từ thông, cường độ điện trường; -Độ từ

thẩm Quang -Biên, pha, phân cực,phổ; -Tốc độ truyền

-Hệ số phát xạ, khúc xạ; -Hệ số hấp thụ, hệ số bức xạ

Cơ -Vị trí; -lực ,áp suất; -Gia tốc, vận tốc

-Ứng suất, độ cứng; -Moment; -Khối luợng tỷ trọng -Vân tốc chất lưu, độ nhớt…

Nhiệt -Nhiệt độ; -Thông lượng; -Nhiệt dung, tỉ nhiệt

Bức xạ -Kiểu; -Năng lượng; -Cường độ

3.2 Các loại cảm biến

 3.2.1 Cảm biến có tiếp xúc

 3.2.2 Cảm biến không tiếp xúc

3.2.1.Cảm biến có tiếp xúc

Ưu điểm:

 Đơn giản , rẻ tiền, dễ thay thế và thi công

 Độ tin cậy cao

Nhược:

 Phát hiện vật, đo lường phải cần tiếp xúc

Công tắc hành trình

- Ứng dụng: để nhận biết vị trí của cơ cấu,

vị trí này là cố định

a Công tắc hành trình

Công tắc hành trình

- Ứng dụng: để nhận biết vị trí của cơ cấu,

vị trí này là cố định

b Công tắc từ

Nguyên lý hoạt động của công tắc từ

a Công tắc từ

3.2.2 Cảm biến không tiếp

xúc

 Phát hiện vật không cần tiếp xúc

 Tốc độ đáp ứng nhanh

 Đầu cảm biến nhỏ có thể lắp đặt nhiều nơi

 Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt

 Đặc điểm:

 Phát hiện vật không cần tiếp xúc

 Đầu cảm biến nhỏ có thể lắp đặt nhiều nơi

 Tốc độ đáp ứng nhanh

 Làm việc trong môi trường khắc nghiệt

 Làm việc theo nguyên lý cảm ứng từ, do đó dễ bị ảnh hưởng của nguồn nhiễu hay ảnh hưởng của nguồn ký sinh

Cảm biến tiệm cận điện cảm

 Cảm biến sử dụng điện áp một chiều khoảng 10-30VDC, đầu ra cảm biến chịu dòng điện nhỏ (tối đa khoảng 200mA), đo đó thường

đấu nối ra thiết bị trung gian (rơle trung gian,

bộ điều khiển cảm biến )

b Cảm biến tiệm cận điện dung

 Cảm biến tiệm dung gồm 4 bộ phận chính: Đối tượng phát hiện là chất lỏng, vật liệu phi kim, thuỷ tinh, nhựa Tốc độ chuyển mạch tương đối nhanh, có thể phát hiện đối tượng

có kích thước nhỏ, phạm vi cảm nhận lớn

2.2.3 Cảm biến quang

 Nguyên lý hoạt động: Khi chiếu vào nguồn sáng thích hợp vào cảm biến, tính chất dẫn điện của cảm biến thay đổi, làm mạch tín hiệu cảm ứng thay đổi theo Như vậy thông tin ánh sáng được chuyển thành thông tin của tín hiệu điện

Cảm biến quang thu phát độc lập (Thought Beam)

Cảm biến quang phát phản xạ(Retro

Gương

Cảm biến quang tán xạ( Diffuse Replective)

Các ứng dụng cảm biến trong công nghiệp

 Sự đa dạng về chủng loại trong các sản

phẩm cảm biến đáp ứng được nhiều ứng

dụng chuyên sâu trong lỉnh vực tự động hoá công nghiệp Một vài ứng dụng điển hình

 Phát hiện màn trong

 Phát hiện dấu/vết trên nền

 Phát hiện dây băng

 Phát hiện băng niêm phong trên nắp lọ/hộp

 Phát hiện nhãn bằng plastic bóng trên giấy

 Phát hiện nắp nhôn trên chai nước

 Phát hiện chai PET

 Phát hiện mẫu bánh trên băng chuyền

 Phân biệt chiều cao của nắp

 Phát hiện mức sữa/nước trái cây bên trong hộp

 Cảm biến phát hiện màu

 Đo đường kính của ống

 Kiểm tra hiện tượng thủng nắp thiếc, nắp nhôm

 Phát hiện nắp lọ bị lỏng

 Kiểm mẫu, phát hiện chiều quay của viên pin

 Phát hiện lon kim loại

Phát hiện mức sữa/nước trái

cây bên trong hộp

suốt (hộp đã đóng nắp) E3Z-T61 với tia sáng mạnh, có thể xuyên qua lớp vỏ bọc giấy bên ngoài của hộp và do đó có thể phát hiện được sữa/trái cây có bên trong hộp giấy hay không E2K-C là

sensor tiệm cận công suất lớn, nó cũng có thể phát hiện được có chất lỏng bên trong hộp hay không

Đo đường kính của ống

 Sensor laser với tia sáng song song Z4LC là loại cho phép đo đường kính ống với độ

chính xác cao mà không cần tiếp xúc

Đo quãng đường di chuyển thẳng

 Dùng để đo hành trình chuyển động thẳng

 Ứng dụng trong các máy công cụ, máy ép

Encoder

 Dùng để đo vận tốc quay, góc quay

 Ứng dụng trong robot, các hệ truyền động