quinta-feira, 21 de fevereiro de 2019

Sensores fotoelétricos - O que são? Quais os tipos?


Os sensores fotoelétricos são indispensáveis em aplicações na indústria moderna, com o avanço da automação industrial houve a ascensão da tecnologia dentro das industrias, melhorando assim a qualidade e produtividade.
Os sensores ópticos ou fotoelétricos tem como o seu princípio de funcionamento a utilização da propagação da luz, é emitida por um emissor e retorna para o receptor, este processo pode acontecer de formas variadas, caracterizando-se em 3 tipos diferentes, conforme a seguir:

 
 Sensor Difuso

Este sensor possui o emissor e o receptor de luz acoplados lado a lado em um mesmo invólucro. O feixe de luz é emitido e quando entra em contato com algum objeto, é refletido de volta para o receptor, neste momento é que ocorre o acionamento da saída. Este tipo de sensor possui um alcance de detecção inferior aos outros tipos, pois a reflexão depende do objeto a ser detectado. A intensidade de luz refletida depende da cor, rugosidade, índice de reflexão do material e tamanho do objeto a ser detectado. Normalmente a distância sensora é especificada para estes sensores considerando um papel branco, que na prática irá sofrer uma considerável redução de distância para objetos da cor preta.
Existem sensores difusos especiais que não são tão afetados pela cor e tipo de material do objeto a ser detectado e devem ser especificados nos casos onde pode ocorrer a detecção de vários tipos de produtos pelo mesmo sensor.
Deve-se tomar cuidado ainda com o background, ou seja as superfícies atrás do objeto a ser detectado, para que a reflexão desta superfície não atrapalhe causando falhas na detecção, existem sensores com supressão de fundo para estas aplicações.
Abaixo um exemplo de aplicação típica deste sensor:

 
Sensor Refletivo ou retro-reflexivo

Este tipo de sensor, também possui o transmissor e o receptor no mesmo invólucro, mas a reflexão da luz ocorre através de um espelho prismático, que deve ser posicionado em frente do sensor, e a detecção do objeto ocorre quando este interrompe o feixe de luz refletido pelo espelho.
O espelho possui prismas posicionados lado a lado em toda a sua superfície, permitindo que uma grande porção da luz polarizada seja refletida de volta paralelamente para o sensor, proporcionando uma grande distância entre o sensor e o espelho.
Abaixo um exemplo de aplicação do sensor refletivo, na detecção de caixas em linhas transportadoras.
Um ponto a ser observado na aplicação deste sensor é a detecção de objetos transparentes, que podem deixar a luz atravessa-los causando falhas de detecção, nestes casos existem sensores refletivos para objetos transparentes.
Barreira

Este tipo de sensor, o transmissor e o receptor estão em invólucros separados, e devem ser posicionados um frente ao outro, e a detecção também ocorre quando o objeto interrompe o feixe de luz.
Normalmente estes sensores possuem lentes maiores que proporcionam distancias de detecção muito maiores que os outros tipos, e são indicados para ambientes nebulosos e empoeirados.
Abaixo um exemplo de aplicação deste tipo de sensor:

Os sensores fotoelétricos são elementos fundamentais em diversos setores da indústria. A SENSE dispõe de uma vasta gama de sensores fotoelétricos em seu portfólio de produtos. Conheça um pouco mais sobre nossos produtos e não hesite em nos consultar.
Nos próximos posts iremos abordar mais sobre os sensores fotoelétricos especiais, bgs, divergente, convergente, foco fixo, feixe fixo e objetos transparentes, além dos tipos de luz utilizados: vermelho, infra-vermelho, laser.


segunda-feira, 11 de fevereiro de 2019

Configurações elétricas para monitores de válvulas on-off


Os monitores utilizados em válvulas on-off possuem uma variedade de opções, desde os com invólucros mais simples até os mais robustos como modelos Ex d (a prova de explosão), assim como diversas configurações elétricas, desde contato seco até os com comunicação digital, e nesta variedade de combinação não é tão fácil definir qual o melhor que atende as necessidades da planta.
Hoje iremos escrever somente do aspecto das configurações elétricas mais comuns e as principais diferenças entre elas, onde podemos dividir em 2 principais classes, modelos convencionais ou ponto-a-ponto e modelos com comunicação digital ou em rede.
Modelos convencionais ponto-a-ponto
Para os modelos ponto-a-ponto temos os com circuito eletrônico, nas configurações em corrente contínua a 2 ou 3 fios e alternada a 2 fios. E também a configuração onde a saída é feita através de um contato tipo Reed-Switch sem nenhum circuito eletrônico.
Vantagens: Esses modelos têm grande facilidade de uso pois são configurações conhecidas de todos instrumentistas, facilitando desde instalação até manutenção;
Utilização em área classificada
Todas as configurações acima possuem variações Ex d (a Prova de Explosão) ou Ex e (Segurança Aumentada) que podem ser aplicadas dentro de área classificada, zona 1.
Outra possibilidade é utilizar com configuração elétrica tipo Namur, que é utilizada para metodologia de proteção Ex ia ou ib (Segurança Intrínsecas) e necessariamente deve ser instalada em conjunto com uma BSI (Barreira de Segurança Intrínseca) para correto funcionamento e proteção (parâmetros de entidade). Os modelos com contato seco também são aplicáveis em Segurança intrínseca, devido as características definidas na norma como “elemento simples”.
Modelos com comunicação digital
Para os modelos com comunicação digital ou em rede, as aplicações mais comuns são em rede AS-Interface, DeviceNet e Profibus DP.
Vantagens: A principal vantagem é o monitoramento do status do equipamento e periféricos, sendo que em caso de falha pode ser detectado antes do processo descobrir e causar perdas de produção, além das já conhecidas vantagens de minimização de cabos, facilidade de expansão e outras.
Utilização em áreas classificadas
Os modelos utilizados nestas redes não possuem aplicações em Ex i (Segurança intrínseca), mas podem ser utilizados em zona 1 com proteção em segurança aumentada e a prova de explosão, com características bem interessantes, como a mostrada na figura abaixo que tem proteção em Ex e (Segurança Aumentada) para o involucro do monitor e saída para válvula solenoide em SI (Segurança Intrínseca – cor Azul) sendo que neste caso o produto tem mais de um tipo de proteção.




Figura – Exemplo de monitor de válvula em rede AS-Interface com proteção em Ex e mb [ib] (sensor Ex e e válvula solenoide Ex i)

E como fica este tipo de equipamento na Indústria 4.0?
O tema Indústria 4.0 é o mais abordado no momento referente a automação de processos, e passa obrigatoriamente pelas redes de Ethernet Industrial, como ProfiNet, Ethernet IP, Modbus TCP, EtherCat e outras, e neste panorama como ficará produtos mais simples, como o monitor de válvulas on-off?
Dos protocolos existentes citados neste artigo a rede AS-Interface possui gateways para estes protocolos de Ethernet Industrial, e possui algumas funcionalidades de diagnósticos básicos, sendo bem aceito em projetos atuais e uma realidade.
E o futuro?
Para estes tipos de sinais on-off, os protocolos que estão despontando é o I/O Link (http://www.blog.sense.com.br/search/label/IO-link ), e a nova especificação da rede AS-Interface, chamada de ASI5 (https://www.as-interface.net/fileadmin/user_upload/asi5/asi_broschuere_en.pdf) onde o volume de informações de diagnósticos aumenta consideravelmente em comparação as atuais, visando facilitar a visão da saúde dos equipamentos local e remotamente e minimizar tempo de paradas indesejadas, e certamente as novas gerações destes equipamentos em desenvolvimento estarão preparados para esta demanda, gerando diagnósticos do próprio monitor e da aplicação também como exemplo assinatura da válvula online e em tempo real.
Caso tenha algum interessa em aprofundar qualquer um dos temas abordados neste artigo ficamos a disposição de todos para esclarecimentos adicionais.

segunda-feira, 28 de janeiro de 2019

Sensores capacitivos - O que é e como funciona?


Os sensores de proximidade capacitivos possuem aplicação similar aos sensores indutivos. Porém, os sensores indutivos utilizam campos eletromagnéticos para detectar a presença de objetos.
Já os sensores de capacitivos detectam a proximidade do objeto pela variação do dielétrico em sua região sensora. Quando um objeto se aproxima ocorre a alteração do dielétrico e consequentemente da capacitância utilizada em um circuito oscilador.
A imagem a seguir ilustra a variação da frequência no circuito oscilador de acordo com a aproximação do alvo:

Estes sensores são amplamente utilizados em diversas áreas da indústria, relacionada principalmente com a detecção de materiais não metálicos, tais como: vidro, madeira, plástico, cimento, argila, grãos, líquidos, etc.
Amplamente utilizados para detectar a presença de alimentos dentro de suas embalagens, e nível de líquidos e sólidos, pode ser considerado um excelente recurso para sistemas de controle de nível máximo e mínimo, obtidos através da instalação de um ou dois sensores, mesmo que esteja totalmente imerso no produto.

Em resumo, uma solução versátil e prática para variados tipos de aplicação, os sensores capacitivos são uma ótima opção para solucionar problemas gerais de automatização.
Abaixo exemplos de sensores capacitivos, que podem ser fornecidos em invólucros tubulares ou não cilíndricos:


Lucas Mota / Ricardo Rossit

quinta-feira, 17 de janeiro de 2019

Circuito eletrônico otimizando o funcionamento de um equipamento eletromecânico


Neste artigo vamos abordar um princípio de aplicação bem interessante, que é da eletrônica atuando e otimizando um equipamento mecânico, em nosso exemplo eletromecânico, e com isto poderemos perceber os ganhos que conseguimos ter nesta configuração, seja de desempenho, durabilidade e até controle de estoques nas indústrias devido a flexibilidade de opções em um único produto.
Para atuar uma válvula on-off em campo, o elemento responsável pelo comando de atuação é uma válvula solenoide, que tem como princípio uma bobina que quando energizada desloca um embolo (elemento ferromagnético móvel) que permite a passagem ou não do ar comprimido que por sua vez irá através de um atuador mecânico mudar a posição da válvula, na figura abaixo mostramos o princípio de funcionamento da bobina:
 Figura 1: Principio de funcionamento de uma bobina solenoide
Neste modelo de aplicação, as bobinas são dimensionadas para que a força do campo magnético seja suficiente para mover o embolo, com isto se restringe a variação de tensão a ser utilizada para 5 a 10% dependendo do modelo/fabricante, sendo que tensões abaixo desta tolerância não terão força suficiente para mover o embolo, e tensões acima desta tolerância irão diminuir muito a vida útil da bobina devido a alta temperatura de trabalho que as mesmas estarão sujeitas. Ao aplicarmos estas características nos equipamentos de campo, que possuem uma grande variação de distâncias, não é tão simples manter as condições de trabalho ideais.
Neste ponto que a eletrônica entra e faz toda diferença, primeiro através de um circuito regulador que deixará a tensão no valor ideal entre desempenho e durabilidade, sendo que com relação a durabilidade sabemos que a potência para mover o embolo é maior que a potência necessária para manter o embolo acionado, e ao diminuirmos o nível de potência após o acionamento a vida útil de uma bobina aumenta sensivelmente. Além disto, consegue-se através deste circuito aceitar qualquer tipo de entrada em um mesmo produto, seja com corrente alternada ou continua, e em toda faixa de tensão utilizada nas indústrias, e com isto acaba-se a necessidade de manter vários modelos de bobinas em estoque para as diferentes tensões aplicadas em uma indústria.

Figura 2: Exemplo de produto com este recurso
Com isto conseguimos otimizar desempenho, vida útil e até controle de estoque. Se desejar mais informações entre em contato com nossa Engenharia de Aplicações!