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.