значительно лучше проникают через такие загрязнения, как угольная пыль, туман, пары масла, по сравнению со светом от применяемых ранее ламп накаливания.

Фотоэлектронные устройства могут работать как с прямым, так и с отраженным от объекта светом. В первом случае излучатель и приемник выполняются в виде отдельных устройств, во втором их монтируют в общем корпусе. В отличие от концевых и бесконтактных выключателей фотоэлектрические устройства вырабатывают аналоговый сигнал, пропорциональный количеству света, поступающего в приемник. Интенсивность сигнала изменяется с изменением расстояния от объекта до приемника,

П2.6.4. ДАТЧИКИ ПРИСУТСТВИЯ ОБЪЕКТА

Любое из этих устройств можно использовать i а автоматизированном предприятии. Часто для выполнения конкретного действия подходит несколько типов подобных датчиков. Правильный выбор определяется множеством факторов. Следует учитывать следующее:

влияние механического сопряжения датчика с аппаратурой;

параметры окружающей среды;

размеры и материал объекта;

возможные минимальное и максимальное расстояния от датчика до объекта;

требуемую точность данных о положении объекта; скорость движения объекта;

характер нагрузки, на которую работает выходной сигнал датчика например катушку электромагнитного реле или логическую схему программируемого регулятора;

рабочий цикл датчика;

пространство для размещения датчика и связанных с ним органов управления;

тип корпуса датчика, отвечающий условиям окружающей среды.

Приведем пример использования такого датчика. Конвейер перемещает грубо обработанные заготовки (небольшие стальные стержни) к пятиосевому металлообрабатывающему комплексу. Периодически поперек ленты конвейера скользит ползунок, сталкивающий заготовку иа поворотный стол комплекса. Стол поворачивается на 270° и останавливается под револьверной фрезерной головкой. Головка опускается и торцевая фреза начинает обрабатывать деталь. Для подачи ползунку сигнала «Сбросить заготовки с конвейера на поворотный стол» можно использовать концевой выключатель, расположенный рядом с конвейером и имеющий рабочий рычажок, выступающий на путь следования заготовки. Можно установить рядом с конвейером бесконтактный выключатель, так что проходящая через зону его действия заготовка будет включать ползунок. Для этого подходит и фотоэлектрический выключатель,

расположенный так,, что проходящая заготовка прерывает или отражает его луч.

Если конвейер перемещает только несколько заготовок в минуту, концевой выключатель превосходно выполнит требуемые функции при наименьших затратах и будет служить от 10 до 40 лет. Однако если мимо переключателя проходит порядка одной заготовки в секунду, его срок службы сократится до полутора лет, а может быть и меньше. В этом случае экономически эффективнее применять более дорогой бесконтактный выключатель,

Если размеры заготовок различаются между собой больше чем иа 3-5 см нли невозможно жестко контролировать их положение на конвейере, они могут не всегда попадать в зону действия бесконтактного выключателя. В таком случае необходимую зону действия вне зависимости от размеров заготовки обеспечит фотоэлектрический датчик.

Выбор датчика для такого применения требует, очевидно, тщательного анализа большего количества факторов, чем рассмотрено здесь. После попадания заготовки на поворотный стол точность перемещения элементов обрабатывающего комплекса лучше обеспечивается датчиком смещения объекта в сравнении с любым датчиком присутствия.

П2.6.5 ДАТЧИКИ СМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА

На автоматизированном предприятии датчики смещения измеряют степень перемещения элементов металлорежущих станков и рук роботов и обеспечивают обратную связь для установки в нужное положение таких устройств, как серводвигатели. Они могут с большой точностью и достаточно быстро измерять как линейное перемещение, так и угол поворота, обеспечивая точные сигналы о положении при большой скорости движения.

К датчикам смещения относятся потенциометры, счетно-решающие и кодирующие устройства. Первые два вырабатывают аналоговые сигналы, пропорциональные смещению объекта. Кодирующие устройства вырабатывают последовательность цифровых импульсов, показывающих относительное положение объекта.

Датчики смещения имеют два типа устройств сопряжения с системой, в которой они работают. Одним из них является электрическое соединение с устройством управления, другим - механическое соединение с движущимися компонентами системы. Электрический сигнал должен быть очень точным, с высоким разрешением и возможно меньшим шумом. Механическое соединение должно быть прочным, достаточно жестким в направлении перемещения. Чтобы исключить ошибки, обусловленные отклонениями, датчики смещения должны выдерживать перемещения компонентов станка с бол шим крутящим моментом, большими нагрузками на оси подшипников и в некоторых случаях с резкой сменой направления.

П2.6.6. ПОТЕНЦИОМЕТРЫ

Потенциометры можно назвать концевыми выключателями датчи- ков смещения. Они измеряют относительное смещение по перемещению ползунка или подвижного контакта по резистору. Подвижной контакт делит резистор на две части, и отношение падений напряжения на каждой из них соответствует его перемещению.

Потенциометры могут измерять как линейные, так и угловые смещения. Линейные потенциометры обычно перекрывают диапазон от 6,5 мм до 90 см, хотя в некоторых случаях могут встречаться модели, выходящие за эти пределы. Поворотные потенциометры обычно перекрывают углы до 340°, хотя бывают и устройства специального назначения, ось которых делает полный оборот на 360°.

Для обеспечения различной формы сигналов внутреннюю структуру резистора можно менять, но на выходе сигнал всегда будет аналоговым. Введение такого сигнала в логическое устройство требует применения аналого-цифрового преобразователя.

Потенциометры - наиболее дешевые из датчиков смещения объекта, но они быстро изнашиваются. Кроме того, контакт между ползунком и резистором может создавать внешние радиопомехи.

П2.6.7. КОДИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Оптические кодирующие устройства представляют собой оптоэлек-гронные устройства, преобр зующие линейное или угловое перемещение в цифровой сигнал. Обычное осевое кодирующее устройство содержит подвижный н неподвижный диски, на которые нанесены радиальные черные линии. Плоскости дисков перпендикулярны лучу света, излучаемого светодиодом и принимаемого фотоприемником. При вращении подвижного диска луч периодически прерывается и в цепи фотопри емника создается ток в ферме меандра. Выходная цепь преобразует меандр в последовательность импульсов. Подсчитывая импульсы с помощью реверсивного счетчика, можно проследить относительное положение осн. Если применить частотомер с временной разверткой, то можно измерять скорость вращения. Кодирующие устройства всегда создают на выходе цифровой сигнал. Более сложные кодирующие устройства, определяющие абсолютное положение, создают цифровой кодированный сигнал неповторимый для каждого частного положения оси в пределах разрешающей способности кодирующего устройства. Кодирующие устройства, измеряющие абсолютные значения, защищены от воздействия отказов сети питания, они могут непосредственно отображать данные, но они значительно дороже более простых кодирующих устройств.

Промышленные осевые кодирующие устройства, предназначенные