Диплом: Автоматизированная система управления транспортными конвейерами участка производства шампанского
ВВЕДЕНИЕ.. 3
ЗАДАНИЕ НА ДИПЛОМНУЮ РАБОТУ... 5
ОПИСАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ... 7
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.. 8
1.Описание задачи. 8
2. Описание работы конвейера. 9
3. Описание работы системы. Ошибка! Закладка не определена.
4. Описание алгоритма работы системы управления. 14
5. Основная система. 14
6. Система проверки и диагностики конвейера. 15
7. Система регулирования и управления. 16
8. Обоснование выбора основных составляющих системы.. 19
9. Требования к оборудованию. 20
10. Основные узлы системы.. 21
ОБОРУДОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ... 22
11. Фотоэлектрические датчики. 22
12. Описание датчиков фирмы OMRON серии E3Z-B.. 28
13. Частотные преобразователи. 29
14. Основные возможности частотных преобразователей. 32
15. Общие сведения по промышленным контроллерам. 39
16. Технические характеристики программируемого
контроллера фирмы OMRON CQM1H. 49
Безопасность жизнедеятельности... 55
1. Введение. 55
2. Основные требования для эксплуатации ВДТ и ПЭВМ к
помещениям и микроклимату. 56
3. Основные требования к освещению.. 60
4. Основные требования к шуму и вибрации. 62
4.1. Требования к организации режима труда и отдыха при работе. 63
5. Техника безопасности. 65
5.1. Общие требования безопасности. 65
5.2. Пожарная безопасность. 66
5.3. Требования к электробезопасности. 67
5.4. Требования к защитному заземлению.. 68
6. Безопасность при чрезвычайных ситуациях. 69
Экономическое обоснование дипломной работы.... 75
1. Обоснование разработки системы управления. 75
2. Расчет основных показателей сравнительной эффективности. 75
3. Определение затрат на разработку и пуск в
эксплуатацию системы управления конвейером на ОАО лЕкатеринбургский
виншампанкомбинат. 76
3.1. Коммерческий анализ. 76
3.2. Определение затрат на систему. 77
3.3 Расходы по оплате труда разработчиков с
отчислениями на социальные нужды.. 77
3.4. Расчет стоимости машинного времени на стадии разработки. 79
Экологичность проекта... 83
1. Влияние энергопотребления на окружающую среду. 83
2. Влияние электромагнитных излучений (ЭМИ) на окружающую среду и человека. 88
МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.. 94
1. Ведение. 94
Лабораторная работа № 1. 98
Лабораторная работа № 2. 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 112
Список Литературы.... 113
ВВЕДЕНИЕ
Быстрое развитие информационных технологий на предприятиях, обусловлено
необходимостью повышения конкурентоспособности производимой продукции, как на
внутреннем, так и на мировом рынке. Снижение трудоемкости в производственных
цехах, технологических операциях достигается за счет внедрения современных
способов ведения и управления производственными процессами.
Ручное управление производственными процессами не приносит ожидаемого
эффекта. Поэтому требуется автоматизация производства, особенно на крупных
предприятиях, имеющих длинные и сложные производственные цепочки. Можно
дополнительно отметить, что повышение производительности при конвейерном
производстве, так же как и в любом другом производстве, является одним из
действенных способов увеличения прибыли предприятия. Другим способом
уменьшения себестоимости продукции и, как следствие, повышение
конкурентоспособности продукции, а так же прибыли от продукции, является
уменьшение затрат. В век информационных технологий, механический труд
заменяется электронно-механическими системами. В данной дипломной работе
представлена основная часть разработки такой системы управления.
На предприятии ОАО лЕкатеринбургский виншампанкомбинат производство
шампанского, как и других видов алкогольной промышленности, происходит на
автоматизированном конвейере. Уровень автоматизации в настоящий момент
недостаточно высокий, так как для работы конвейера требуется обслуживающий
персонал для постоянного управления и регулирования процесса работы и, так
как этим управлением занимается человек, то в этой ситуации появляется
лчеловеческий фактор, который ухудшает качество работы, уменьшает
производительность и повышает брак. На сегодняшний момент количество брака по
требованиям и нормам составляет: брак при производстве 1.3% и брак готовой
продукции 1.7%, т.е. всего 3%, а практически на предприятии происходит в
среднем 4.3% брака от всей продукции, т.е. нормы не соблюдается. Для
уменьшения количества брака, увеличения производительности конвейера, было
предложено создать автоматизированную систему управления и регулирования,
которая так же еще и уменьшит затраты на производство и сократит штат
обслуживающего персонала.
ЗАДАНИЕ НА ДИПЛОМНУЮ РАБОТУ
Целью дипломной работы является разработка рационального, в технико-
экономическом смысле, варианта системы управления транспортными конвейерами и
автоматами линии производства шампанского на предприятии ОАО
лЕкатеринбургский виншампанкомбинат.
Требования к разрабатываемой системе:
1. Надежность системы.
2. Устойчивость в аварийных ситуациях.
3. Пониженное потребление энергии как самой системы, так и линии
производства шампанского в целом.
4. Повышение производительности лини шампанизации.
4.1.Увеличение скорости выпуска готовой продукции.
4.2.Уменьшение количество брака.
5. Уменьшение трения и сопротивления при движении бутылок по
транспортерам конвейера.
6. Предотвращение простоя автоматов (работы вхолостую).
7. Предотвращение перегрузки работы автоматов (работа под повышенной
нагрузкой).
При выполнении дипломной работы необходимо решить следующие задачи:
1. Разработать и рассчитать алгоритм работы системы, удовлетворяющий
техническим требованиям.
2. Выбрать оборудование для создания, установки, наладки и работы
системы, удовлетворяющее техническо-экономическим требованиям.
3. Выбрать производителя оборудования, удовлетворяющего техническо-
экономическим требованиям.
4. Определить экономичность производства.
5. Определить экологичность производства.
6. Определить безопасность жизнедеятельности рабочих.
Дипломная работа включает графические работы в объёме 6 листов.
Структурная схема конвейера.
Блок-схема алгоритма работы системы управления.
Общая схема подключения.
Схема размещения датчиков.
Стандартная схема подключения инвертора.
Графическое изображение оборудования и программ
ОПИСАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ
ОАО лЕкатеринбургский виншампанкомбинат основано в 1992 г. и расположено в
Железнодорожном районе г. Екатеринбурга. На сегодняшний день предприятие
производит: шампанское-4 вида, водка-12 видов, ликеро-водочные изделия-4
вида, коньяк-2 вида, вино виноградное-22 вида, напиток винный-1 вид и
слабоалкогольные напитки с содержанием этилового спирта до 9% 3 вида. Для
работы предприятия имеются следующие лицензии:
1. Производство, хранение и поставка производственных спиртных напитков
(водки, ликероводочных изделий).
2. Производство, хранение и поставка производственных вин, шампанского.
3. Эксплуатация химически опасных объемов, аммиачная холодильно-
компрессорная установка.
4. Эксплуатация железнодорожной ветки и слива спирта из железнодорожных
цистерн.
5. Эксплуатация грузоподъемных механизмов.
6. Эксплуатация автозаправочной станции.
7. Эксплуатация газового хозяйства котельной.
Предприятие занимает одну промышленную площадку общей площадью Ц 8,37 га Ц
83671,46 м2. Площадь застройки зданиями и сооружениями 33541,06 м2.
Коэффициент застройки 0,4.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.Описание задачи.
Данная система предназначена для конвейера производства шампанского ОАО
лЕкатеринбургский виншампанкомбинат. Система производит регулирование работы
конвейера по средствам включения, выключения автоматов и транспортеров, а так
же изменения скорости движения транспортеров и изменения производительности
автоматов. При введении данной системы планируется получить экономию
электроэнергии около 10 % (на сегодняшний момент весь конвейер потребляет
93,2кВт/час.), уменьшить трение между бутылками и транспортером, тем самым
уменьшить нагрузку на двигатели около 8%, уменьшить количество брака путем
предотвращения перегрузок автоматов и уменьшения боя бутылок, а так же
простоя автоматов.
На данный момент конвейер управляется бригадой наладчиков, состоящей из 9
человек (по количеству автоматов). Каждый из наладчиков отвечает за свой
автомат и регулирует производительность автомата и скорость работы
транспортера. В случае необходимости наладчик включает, выключает автомат и
транспортер. Задача наладчиков заключается в том, чтобы не давать простаивать
или быть перегруженными автоматам, и контролировать работу транспортеров. Так
как в данном случае имеется лчеловеческий фактор, руководством КИП было
предложено разработать такую систему, которая избавила бы работников от
постоянного наблюдения контроля и управления за процессом производства и
увеличила рентабельность конвейера. Для этого было предложена данная система.
Для решения этой задачи было предложено использовать промышленные контроллеры
для управления, и частотные преобразователи для регулирования скоростью
работы транспортеров. Для уменьшения затрат на создание данной системы были
выбраны контроллеры фирмы OMRON CQM1H, использующиеся в автоматах конвейера,
так как данные контроллеры имеются всегда на складе как запасные.
2. Описание работы конвейера.
Конвейер производства шампанского состоит из 9 автоматов и 11 транспортеров
между ними. Некоторые транспортеры имеют так называемые лкарманы, они служат
для того, что бы поступающие бутылки к автомату всегда были в запасе. Такие
лкарманы служат своего рода буфером, которые наполняются при остановке или
понижении производительности следующего автомата, а когда автомат включается
и набирает обороты, бутылки из кармана продолжают поступать к автомату. Так
же при недостаточной нагрузке, лкарманы, дают запас продукции, для того
чтобы автоматы не простаивали. Благодаря таким лкарманам процесс
производства становится непрерывным и количество сбоев уменьшается. В
некоторых местах лкарманы отсутствуют, так как длина транспортеров позволяет
накапливать бутылки без них. Но тем не менее производственный процесс далек
от идеального, по этому для повышения показателей и уменьшения затрат
предлагается данная система. При поступлении бутылок на первый транспортер
(выкладываются грузчиками вручную) они двигаются к автомату лИспытатель
бутылок. Шампанское заливается в бутылку подавлением и по этому прежде
наполнить бутылку требуется испытать ее под давлением воздуха. После
лИспытателя бутылок, бутылка попадает в лФилблок, это автомат, выполняющий
три операции. В лФилблоке бутылка сначала ополаскивается далее в нее
заливается под давлением шампанское и запечатывается пробкой. После
прохождения лФилблока бутылка попадает в автомат лНасадки мюзле. Попадая в
этот автомат, одевается мюзле (тонкая проволока, которая держит пробку).
Далее для соблюдения требование по производству пищевых продуктов бутылка
попадает в лПастеризующий автомат, в нем происходит сначала нагревание, а
потом охлаждение. При перепаде температур на бутылке образуется конденсат и
для того чтобы на нее можно было успешно наклеить этикетку требуется высушить
бутылку, таким образом, бутылка попадает в сушильный шкаф. Для проверки
продукции на брак далее в производственной цепочке бутылка попадает в
лБракеровочный автомат, там бутылка захватывается и переворачивается, за
пультом автомата сидит контролер, который проверяет бутылку на брак
(замутнение шампанского, посторонние вещества в бутылки, целостность
бутылки). Следующим этапом производства является устройство для наложения
колпачков (пластиково-полиэтиленовая обертка на горлышке бутылки) После
наложения колпачка, в лЭикеровочном автомате наклеивается этикетка, контр
этикетка (задняя этикетка) и корилетка (этикетка на горлышке бутылки).
Последним этапом производства является упаковка шампанского в короба. Для
этого используется лУпаковочный автомат, в котором собирается двенадцать
бутылок укладывается в коробку, запечатывается.
3. Описание работы системы.
Для реализации системы требуется следующее оборудование: девять частотных
преобразователей и промышленных контроллеров, двадцать семь оптико-
механических датчиков и соединительные провода. Датчики и частотные
преобразователи уже имеются на транспортерах и поэтому затрат на их
приобретение не требуется.
Для упрощения управления весь конвейер логически разбит на звенья по
количеству автоматов. В каждое звено входит транспортер, следующий за ним
автомат, датчики на транспортере, частотный преобразователь и промышленный
контроллер данного звена.
К каждому частотному преобразователю определенного звена подключаются все
двигатели одного транспортера. Сам частотный преобразователь подключается к
промышленному контроллеру. Датчики устанавливаются на транспортере и так же
подключаются к промышленному контроллеру. Каждый контроллер подключается к
одному компьютеру, который координирует работу всей системы. Датчики на
транспортере установлены так, чтобы первый датчик показывал наличие бутылок
в начале транспортер, второй датчик показывал возникновение перегрузки, для
этого он устанавливается перед лкарманом транспортера или, если лкарман
отсутствует, то датчик устанавливается на расстоянии 2/5 от следующего
автомата. Каждый транспортер имеет свою среднюю скорость в (обр./мин.). Эта
скорость определяется опытным путем. Так же для каждого транспортера задается
предел регулирования, т.е. максимальная и минимальная скорость на которой
транспортер должен работать. По аналогии, только производительность в
(бут./час) имеется и у автоматов. Данные скорости не являются предельными, а
выбираются такими, что бы конвейер в среднем работал на одной скорости. Таким
образом, есть два варианта установок скоростей и уровней производительностей:
1. Найти наименьшее кратное между скоростями всех транспортеров, а так же
производительностями автоматов и установить их на данное значение.
2. Для каждого автомата и транспортера задавать индивидуальную скорость и
производительность.
В первом случае все транспортеры будут работать на одной скорости, автоматы
будут иметь одну производительность. По этому некоторые автоматы буду
работать почти на предельной скорости, а другие работать в лпол силы, что
будет приводить к износу и разрушению перегруженных автоматов.
Во втором случае транспортеры будут иметь индивидуальную скорость, автоматы -
индивидуальную производительность, т.е. каждый автомат будет настроен так,
что при включении он будет работать с так называемой лкрейсерской скоростью.
Это означает, что износ механизмов и потребление энергии автомата будет
минимальным, а производительность максимально, что является идеальным
состоянием работы. При данном варианте настройки скоростей возникает
следующая проблема. Так как некоторые автоматы имеют производительность ниже,
чем остальные, то эти автоматы будут перегружаться продукцией (бутылками).
Для решения данной проблемы предлагается использовать данную системы
регулирования.
Рис. 1. Схема конвейера
Таблица 1
Описание переменных и констант
| Имя переменной | Описание переменной | Значения переменной |
| ZA(i) | Запрет на включение автомата | 0,1 |
| ZT(i) | Запрет на включение транспортера | 0,1 |
| AP(i) | Состояние питания автомата | 0,1 |
| TP(i) | Состояние питания транспортера | 0,1 |
| KP | Состояние питания конвейера | 0,1 |
| DN(i) | Начальный датчик | 0,1 |
| DP(i) | Датчик перегрузки | 0,1 |
| DK(i) | Конечный датчик | 0,1 |
| VAMIN(i) | Скорость автомата минимальная | Значение зависит от автомата или транспортера, принимается условно |
| VAMID(i) | Скорость автомата средняя | |
| VAMAX(i) | Скорость автомата максимальная | |
| VTMIN(i) | Скорость транспортера минимальная | |
| VTMID(i) | Скорость транспортера средняя | |
| VTMAX(i) | Скорость транспортера максимальная | |
| VA(i) | Скорость автомата текущая | |
| VT(i) | Скорость транспортера текущая | |
| NC(i) | Значение команды | 0,1,2,3 |
| Номер команды | Значение команды |
| 0 | Нет команды |
| 1 | Выключение конвейера |
| 2 | Включение конвейера с запуском его проверки |
| 3 | Включение конвейера без запуска его проверки |
4. Описание алгоритма работы системы управления
Алгоритм системы состоит из трех частей: - Основная система - Система регулирования и управления - Система проверки и диагностики конвейера5. Основная система
Как только оператор с компьютера дает команду запуска конвейера, программа на компьютере формирует набор данных и пересылает эти данные контроллерам последовательно одному за другим. В набор данных входит: значения переменных, команды (NC). Далее для примера рассмотрим один из контроллеров, так как они действуют по одной схеме. Контроллер при получении данных делает выбор и записывает в свои аналогичные переменные. Получив значение команды действует по следующим направлениям: - Если значение равно л0, т.е. команд никаких нет, и если конвейер уже включен, то запускается лсистема регулирования. Если конвейер не включен, то контроллер возвращается к лначалу (к получению данных). - Если значение равно л1, т.е. поступила команда на выключение конвейера и конвейер действительно работает, то контроллер выключает свой автомат и транспортер и возвращается к лначалу если конвейер не работает, то обычный возврат к лначалу. - Если значение равно л2, т.е. поступила команда запустить конвейер с предварительным тестированием конвейера, то запускается лсистема проверки и диагностики. Значение переменной KP приравнивается к единице и запускается лсистема регулирования. - Если значение равно л3, т.е. поступила команда запустить конвейер без предварительного тестирования конвейера, то значение переменной KP приравнивается к единице и запускается лсистема регулирования.6. Система проверки и диагностики конвейера
После запуска системы проверки контроллер устанавливает скорость работы транспортера на среднюю и запускает транспортер. Далее происходит задержка 10сек. (как показал практический опыт, этого достаточно, чтобы выявить механическую неисправность транспортера). По окончании задержки контроллер останавливает транспортер и переходит к следующему действию. После проверки транспортера происходит проверка автомата. Для этого: контроллер устанавливает скорость работы автомата на среднюю и запускает его работу в холостую. Далее происходит задержка 25сек. (как показал практический опыт, этого достаточно, что бы выявить механическую неисправность автомата). По окончании задержки контроллер останавливает автомат и переходит к системе регулирования.7. Система регулирования и управления
Система регулирования делится на два этапа, на первом этапе происходит определение состояние датчиков, а на втором этапе происходит само регулирование. На каждом транспортере имеется три датчика. DN Ц начальный датчик, он устанавливается так, чтобы как только из предыдущего автомата вышла бутылка, датчик срабатывает, генерирует сигнал высокого уровня, логически равного л1, тем самым показывая, что на транспортере появились бутылки или продолжают поступать на транспортер. DP Ц датчик перегрузки, он устанавливается перед лкарманом транспортера, когда бутылки заполняют лкарман, датчик вырабатывает сигал высокого уровня, логически равного л1, тем самым показывая, что транспортер перегружен. DK Ц конечный датчик, он устанавливается в конце транспортера перед самим автоматом таким образом чтобы как только последняя бутылка зашла в автомат, датчик сгенерировал сигнал низкого уровня, логически равного л0. Так все три датчика выдают только два логических сигнала, равных либо нулю, либо единице нулю. На основе этого можно составить таблицу истинности табл. 3. Данные этой таблицы является показателем состояния транспортера. Таблица 3 Состояния датчиков| номер варианта | Значение датчика DN | Значение датчика DP | Значение датчика DK |
| 1 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 0 | 1 |
| 3 | 0 | 1 | 0 |
| 4 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 1 | 0 | 0 |
| 6 | 1 | 0 | 1 |
| 7 | 1 | 1 | 0 |
| 8 | 1 | 1 | 1 |
8. Обоснование выбора основных составляющих системы
В состав основного оборудования системы входит: - Контроллеры - Частотные преобразователи (инверторы) - Датчики При выборе производителя устройств я руководствовался прежде всего тем, что на линии производства шампанского установлены промышленные контроллеры, датчики и частотные преобразователи фирмы OMRON, поэтому недостающее оборудование выбрано именно этой фирмы. При выборе конкретных моделей оборудования я руководствовался набором сервисных функций, которые соответствует требованиям к работе.9. Требования к оборудованию.
Основным требованием для датчиков является то, чтобы они могли сигнализировать прохождение полупрозрачного объекта. Компания OMRON имеет широкую линейку оптико-механических датчиков, а для данного случая так же имеются датчики, специально приспособленные для детектирования полупрозрачных объектов методом "отражение от рефлектора", таким является датчик серии E3Z- B. Этот датчик отлично подходит для детектирования бутылок объемом от 500мл до 2л. Он имеет подстройку чувствительности. Хорошо видимый луч красного цвета облегчает настройку. Основными требованиями для данной системы к промышленным контроллерам является: - объем памяти не менее 30 Кбайт. - Возможность подключения через порт RS 232. - Установки дополнительных блоков расширения. - Не менее 5 цифровых входов и выходов. - Не менее 2 аналоговых входов и выходов. Компания OMRON предлагает большой спектр различных программируемых промышленных контроллеров разных типов, классов и характеристик. Так как на всех автоматах конвейера установлены промышленные контроллеры компании OMRON CQM1H и данные контроллеры подходят по техническим характеристикам для использования в данной системе, то при выборе контроллера я решил использовать именно эту модель. Эта модель имеет высокую скорость исполнения базовых функций (0.357 мкс.), также достаточное количество памяти для хранения программы и все требуемые порты ввода вывода. Выбор частотных преобразователей для системы управления, для меня не составил сложности, так как на конвейере уже установлено семь устройств из 11 требуемых (по числу транспортеров). Это устройства компании OMRON серии SYSDRIVE 3G3JV, удовлетворяющие требования функционирования системы. Основные требования: - Мощность двигателя 1.5 КВт. - Наличие аналогового входа регулирования скорости. - Токовое регулирование. - Входное напряжение: три фазы, 380 В.10. Основные узлы системы
Система состоит из 10 частотных преобразователей, 27 оптико-механических датчиков и 9 программируемых промышленных контроллеров. Датчики устанавливаются по 3 штуки на каждый транспортер кроме последнего выходного. Частотные преобразователи устанавливаются возле каждого транспортера, и подключаются к двигателям транспортера соответственно. К каждому промышленному контроллеру подключается частотный преобразователь, три датчика и контроллер автомата соответственно. Все контроллеры подключаются к последовательному порту RS Ц 232.ОБОРУДОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
11. Фотоэлектрические датчики
В этом разделе даны технические характеристики основных типов фотоэлектрических датчиков, выпускаемых международной корпорацией Omron. Датчики Omron сочетают в себе две важнейшие характеристики: высокий уровень надежности и низкий уровень цен при использовании новейших достижений науки, техники и технологий. Многие из этих достижений принадлежат специалистам корпорации, занимающимся разработками продукции. Фотоэлектрические датчики могут быть применены практически во всех отраслях промышленности. Они используются как своеобразные бесконтактные выключатели для подсчета, обнаружения, позиционирования и других задач на любой технологической линии. Большое распространение фотодатчики получили не только в производственной области, но и в бытовом хозяйстве. Одним словом везде, где требуется автоматическое управление. Метод обнаружения По методу обнаружения объекта фотодатчики Omron подразделяются на 4 основные группы. Пересечение луча (Through-beam) В этом методе передатчик (Emitter) и приемник (Receiver) разделены по разным корпусам, что позволяет устанавливать их против друг друга на рабочем расстоянии. Принцип работы основан на том, что передатчик постоянно посылает световой луч, который принимает приемник. Если световой сигнал прекращается вследствие перекрытия сторонним объектом, приемник немедленно реагирует, меняя состояние выхода. Отражение от рефлектора (Retroreflective) В этом методе приемник и передатчик находятся в одном корпусе. Напротив датчика устанавливается рефлектор (отражатель). Посылаемый передатчиком световой сигнал, отражаясь от рефлектора, попадает в приемник. Если световой сигнал прекращается, приемник немедленно реагирует, меняя состояние выхода. Отражение от объекта (Diffuse reflective) В этом методе приемник и передатчик находятся в одном корпусе. Во время рабочего состояния датчика все объекты, попадающие в его рабочую зону становятся своеобразными рефлекторами. Как только световой луч, отразившись от объекта попадает на приемник, тот немедленно реагирует, меняя состояние выхода. Фиксированное отражение от объекта (Definite reflective) В этом методе приемник и передатчик находятся в одном корпусе. Эти датчики имеют два режима работы: лнормальный и лзона. Принцип действия при лнормальном режиме такой же, как и у лотражения от объекта, но более чутко реагирующий на отклонение от настройки на объект. Например, возможно детектирование вздутой пробки на бутылке с кефиром, неполное наполнение вакуумной упаковки с продуктами и т.д. При работе в режиме лзона можно ограничить границы реагирования на объекты в пределах рабочего расстояния. Назначение датчиков. По своему назначению фотодатчики делятся на две основные группы: общего применения и специальные. К специальным относятся типы датчиков, предназначенные для решения более узкого круга задач. К примеру, обнаружение цветной метки на объекте, обнаружение контрастной границы, наличие этикетки на прозрачной упаковке и т.д. В некоторых типах датчиков существуют конкретные модели, относящиеся к специальной группе. Поэтому в разных группах может быть упомянут один и тот же тип. Фотодатчики могут излучать свет в инфракрасном, красном или зеленом спектре. Выходной управляющий сигнал датчика работает по принципу "да" / "нет". Задача датчика обнаружить объект на расстоянии. Это расстояние варьируется в пределах 0,3мм-50м, в зависимости от выбранного типа датчика и метода обнаружения. Выходной сигнал датчиков может быть транзисторным, тиристорным или контакт-реле (типовые схемы подключения приведены ниже). Конструктивные особенности Основная часть типов фотоэлектрических датчиков Omron выполнена в прямоугольных корпусах: металлических или пластиковых. Они могут быть "вертикального" исполнения или "горизонтального", в зависимости от расположения оптической системы на корпусе датчика. Некоторые типы имеют подковообразную форму корпуса или цилиндрическую, которая в свою очередь делится на "осевую" и "радиальную" - Цилиндрическая форма - Прямоугольная форма - Подковообразная форма| Цилиндрическая форма | Прямоугольная форма | Подковообразная форма |
Рис. 2. Типы датчиков
Оптоволоконные датчики В отдельную группу по своим конструктивным особенностям можно выделить типы датчиков с оптоволокном (рис 3.). В этом случае электрическая часть датчика находится в доступном и безопасном месте, а приемник и передатчик вынесены непосредственно в зону детектирования. Они передают световой сигнал к усилителю по оптоволоконному кабелю. В этих типах также существуют все методы обнаружения. Фотодатчики с оптоволокном незаменимы при решении задач обнаружения в труднодоступных местах и зонах с тяжелыми условиями окружающей среды, а благодаря миниатюрности такой оптической системы возможно обнаружение объектов до 0,012мм в диаметре. К тому же выход из строя чувствительного элемента в тяжелых условиях работы незначительно влияет на стоимость восстановления датчика. Один усилительный блок работает с множеством оптических кабелей, различающихся и по методу обнаружения и по конструктивным особенностям, так что вам не потребуется менять весь датчик при изменении задачи управления. Рис. 3. Оптоволоконные датчики Большинство типов фотодатчиков Omron имеет варианты способа подключения. Либо это встроенный электрический провод (стандартно 2м или 0,5м), либо резьбовой разъем или подключение на клеммы под винт Также почти все основные типы имеют класс защиты от окружающей среды IP67, что практически позволяет им работать под струями воды. Стандартный объект (Standart detectable object type) Для всех датчиков в характеристиках приведено описание стандартного объекта обнаружения: его размеры и цвет - белый, матовый. Это совсем не означает, что другие объекты данный тип датчиков не обнаруживает. Просто все остальные параметры характеристики датчика приведены применительно к стандартному объекту обнаружения и любое отклонение от него ведет к изменению, каких либо параметров. Например, смещение цвета объекта к более темному уменьшает рабочую дистанцию. PNP NPN Рис. 4.Типовые схемы подключения (PNP и NPN). Для детектирования прохождения бутылки по транспортерам конвейера используются датчики фирмы OMRON серии E3Z-B. Данные датчики выбраны потому что данная серия специально предназначена для детектирования полупрозрачных объектов, в данном случае стеклянные бутылки.12. Описание датчиков фирмы OMRON серии E3Z-B
Рис. 5. Фотоэлектрический датчик компании OMRON серии Е3Z-B Один из типов фотоэлектрических датчиков серии E3Z Специальный тип для обнаружения объектов из прозрачного материала методом "отражение от рефлектора". Идеален для детектирования бутылок объеме от 500мл до 2л. Имеет подстройку чувствительности. Хорошо видимый луч красного цвета облегчает настройку. Таблица 4 Технические характеристики Фотоэлектрический датчик компании OMRON серии Е3Z-B| Метод детектирования | Отражение от рефлектора |
| Рабочая дистанция | 500mm / 2m (выбором модели) |
| Спектр излучения | красный |
| Габаритные размеры (мм) | 20 x 30 x 10 (вертикальное исполнение) |
| Напряжение питания | 12-24 VDC |
| Потребляемый ток | 30mA |
| Управляющий выход | открытый коллектор 100 mA, PNP или NPN (выбором модели) NO / NC (переключатель) |
| Защита цепей | защита от короткого замыкания нагрузки защита от переполюсовки питания |
| Быстродействие | 1мс |
| Наличие таймера | нет |
| Подстройка дистанции срабатывания | Винт на корпусе |
| Способ подключения | Встроенный провод (2m или 500mm) Разъем М8 |
| Условия эксплуатации | от -25
|