Microsoft PowerPoint - SENSORES INDUSTRIAIS_JEFERSON_2013 [Modo de Compatibilidade]

SENSORES INDUSTRIAISProf. Jeferson L. Curzel 2013/01TpicosChaves fim de cursoSensores de proximidade indutivosSensores de proximidade capacitivosSensores fotoeltricosSeleo de sensoresAlimentao, Sadas e FiaoO que um sensor?Um sensor um dispositivo para deteco e sinalizao de uma condio de mudana:presena ou ausncia de um objeto ou material (deteco discreta).uma quantidade mensurvel como uma mudana na distncia, tamanho ou cor (deteco analgica).Esta informao, ou a sada do sensor, a base para a monitorao e o controle de um processo de produo.Com Contato x Sem ContatoSensores com contato so dispositivos eletromecnicos que detectam mudana atravs de contato fsico direto com o objeto alvo.Caractersticas:geralmente no requerem alimentao;podem manusear correntes maiores;so geralmente mais fceis de entender e diagnosticar.

Exemplos: chaves fim de curso e chaves de segurana.As chaves fim de curso so usadas quando o objeto alvo pode ter contato fsico.As chaves de segurana incorporam atuao resistente a adulterao e contatos de ao de abertura direta para uso como protees de mquina e paradas de emergncia.Com Contato x Sem ContatoSensores sem contato so dispositivos eletrnicos de estado slido que criam um campo ou feixe de energia e reagem a distrbios nesse campo.Caractersticas:nenhum contato fsico requerido;ausncia de partes mveis que podem obstruir, desgastar ou quebrargeralmente podem operar com maior rapidez;maior flexibilidade de aplicao.

Exemplos: Sensores fotoeltricos, indutivos, capacitivos e ultra- snicos.Um Exemplo PrticoLinha de Pintura:Um sensor com contato pode ser utilizado para contar cada porta assim que ela entra na rea depintura, para determinar quantas portas foram enviadas para a rea.Conforme as portas so enviadas para a rea de secagem, um sensor sem contato conta quantas deixaram a rea de pintura e quantas se moveram para a rea de secagem.Amudana para um sensor sem contato feita paraque no haja nenhuma possibilidade de afetar as superfcies recm pintadas.Deteco Discreta x AnalgicaA deteco discreta produz um sinal (digital) Ligado/Desligado (ON/OFF) como sada, baseado na presena ou ausncia do alvo.

A deteco analgica fornece uma resposta de sada contnua. A sada proporcional ao efeito do alvo no sensor, ou em relao a sua posio dentro da faixa de deteco.Caractersticas/EspecificaesDistncia Sensora Nominal: a distncia de operao nominal para a qual um sensor projetado. Esta especificao atingida usando-se um critrio padronizado sob condies mdias.Caractersticas/EspecificaesHisterese: a diferena entre os pontos de operao (ligado e desligado) quando o alvo distancia-se da face sensora.Sem histerese, um sensor de proximidade ir ligar e desligar continuamente, oscilando enquanto houver vibrao excessiva aplicada ao alvo ou sensor.Caractersticas/EspecificaesRepetibilidade: a habilidade do sensor de detectar o mesmo objeto mesma distncia, todas as vezes. Expresso como um percentual da distncia sensora nominal, esse nmero baseado em uma temperatura ambiente constante e tenso da fonte.Caractersticas/EspecificaesFreqncia de comutao: o nmero de operaes de comutao por segundo alcanvel sob condies padronizadas. Em termos gerais, a velocidade relativa do sensor.1. Chaves Fim de CursoUmachavefimde quecurso consisteumdispositivo deumatuadoreletromecnicomecanicamente conectado a um conjunto de contatos.

Podem determinar a presena ou ausncia, passagem, posicionamento e trmino do curso de um objeto, por isso o nome de "chave fim de curso".1. Chaves Fim de CursoVantagens e Desvantagens da Chave Fim de CursoAsvantagensmecnicasdaschavesfimde curso so:Fcil utilizaoOperao visvel simplesInvlucro duradouroBoa vedao para operao de seguranaAltaresistnciaparadiferentescondiesdeambienteencontradasnos industriaisAlta repetibilidadesegmentosVantagens e Desvantagens da Chave Fim de CursoAs vantagens eltricas das chaves fim de curso so:Adequao para comutao de cargas de potncia mais elevada que outras tecnologias sensoras (tpico 5 A 24Vcc ou 10 A 120Vca versus menos de 1A para sensores de proximidade ou fotoeltricos)Imunidade interferncia de rudos eltricosImunidadeinterfernciaderdiofreqncia(walkie- talkies)Ausncia de fuga de correnteQueda mnima da tensoOperaosimplesnormalmenteabertae/ou normalmente fechadaVantagens e Desvantagens da Chave Fim de CursoDesvantagens: As desvantagens das chaves fim de curso so:Vida de contato mais curta do que as tecnologias de estado slidoPeas mecnicas mveis podem apresentar desgasteNem todas as aplicaes podem usar deteco por contatoAplicaes TpicasSistemas transportadoresMquinas de transfernciaTornos automticosMquinas de fresa e perfuraoFuradeiras e fresadorasEquipamento de produo de alta velocidadeAplicaesAplicaesAplicaes2. Sensores IndutivosOs sensores de proximidade indutivos so dispositivos de estado slido projetados para detectarem objetos metlicos.Caractersticas:no esto sujeitos avaria ou desgaste mecnicos.no so afetados pelo acmulo de contaminantes tais como: p, graxa, leo ou fuligem, na face sensora.detectam tanto os metais ferrosos (que contm ferro) quanto os no-ferrosos.seu princpio de funcionamento baseia-se na gerao de um campo eletromagntico.2. Sensores IndutivosQuando um objeto metlico penetra nesse campo, correntes de superfcie so induzidas no objeto metlico, o que resulta na perda de energia no circuito do oscilador e, conseqentemente, h uma reduo na amplitude de oscilao. O circuito acionador detecta essa alterao e gera um sinal para comutar a sada em LIGAR ou DESLIGAR. Quando o objeto se afasta da rea do campo eletromagntico, o oscilador se regenera e o sensor retorna ao seu estado normal.2. Sensores IndutivosEstrutura do Sensor de Proximidade Indutivo:Conjunto de Ncleo de Bobina e FerriteOsciladorCircuito acionadorCircuito de sada2. Sensores IndutivosMontagem do Sensor de Proximidade Indutivo: Embutidos: Aparentes:2. Sensores IndutivosFatores de correo:Vantagens e Desvantagens da Proximidade IndutivaVantagens:No so afetados pela umidadeNo so afetados pelos ambientes com poeira/sujeiraSem partes mveis/sem desgaste mecnicoNo dependem de corMenor superfcie dependente do que outras tecnologias sensoras

Desvantagens:Detectam somente a presena de alvos metlicosA amplitude operacional menor do que em outras tecnologias sensorasPodem ser afetados por campos eletromagnticos fortesAplicaes TpicasAplicaes TpicasAplicaes Tpicas3. Sensores CapacitivosDeteco capacitiva uma tecnologia prpria para detectar no metais, slidos e lquidos. Pode detectar metais, porm o custo mais elevado que o indutivo.Caractersticas:Os sensores de proximidade capacitivos so semelhantes aos sensores de proximidade indutivos em tamanho, forma e conceito. Entretanto, enquanto os sensores indutivos usam campos magnticos indutivosparadetectarobjetos, capacitivosreagem eletrosttico.ossensoresde proximidade salteraesdocampo3. Sensores CapacitivosNa face sensora h uma placa de capacitor. No momento em que a alimentao aplicada ao sensor, um campo eletrosttico gerado e reage s alteraes de capacitncia. Quando o objeto est fora do campo eletrosttico, o oscilador fica desativado. medida que o objeto se aproxima, a capacitncia varia e quando alcana um limite determinado, o oscilador ativado, acionando o circuito de sada para comutar os estados entre LIGADO (ON) e DESLIGADO (OFF).3. Sensores CapacitivosEstrutura:3. Sensores CapacitivosMontagem do Sensor Capacitivo: Embutidos: Aparentes:3. Sensores CapacitivosConstante Dieltrica:Quanto maior o valor da constante dieltrica de um material, mais fcil ele detectado.Vantagens e Desvantagens da Proximidade CapacitivaVantagens:Detectam metais e no metais, lquidos e slidosPodem "ver atravs" de certos materiais (caixas de produto)Estado slido, vida til longaDiversas configuraes de montagem

Desvantagens:Distncia sensora curta (1 polegada ou menos) varia amplamente de acordo com o material a ser detectadoMuitosensvelaosfatoresambientais-umidadeemclimas litorneos podem afetar o resultado da detecoNem um pouco seletivo em relao ao alvo - o controle do que se aproxima do sensor essencialAplicaesAplicaes4. Sensores FotoeltricosPrincpio de Funcionamento:Todos os sensores fotoeltricos operam detectando uma mudana na quantidade de luz recebida por um detector de luz. A mudana na luz permite que o sensor detecte apresena ou a ausncia do objeto, bem como seu tamanho, sua forma, sua capacidade refletora, opacidade, transparncia ou cor.Tipos:Tipo BarreiraTipo Retro Refletido (com espelho prismtico)Tipo DifusoAcessrio: Fibra tica (objetos pequenos e alta temperatura)4. Sensores FotoeltricosEstrutura:Um sensor fotoeltrico consiste em 5 componentes bsicos:Fonte de luzDetector de luzLentesCircuito lgicoSada4. Sensores FotoeltricosFonte de luzLED Infravermelho: Um LED um semicondutor de estado slido que emite luz quando uma corrente aplicada. Os LEDs so designados para emitir comprimentos especficos de onda, ou cores, de luz . Os LEDs infravermelhos, vermelhos visveis, verdes e azuis so utilizados como fonte de luz na maior parte dos sensores fotoeltricos.4. Sensores FotoeltricosModulao:Uma das maiores vantagens da fonte de luz do LED sua habilidade de ligar e desligar rapidamente. Isso permite a pulsao e modulao da fonte de luz.Funes da Modulao:Filtrar a luz natural (contnua)Filtrar a luz artificial (60 Hz)Aumentar a potncia do LED (ciclo de trabalho menor que 5%)4. Sensores FotoeltricosDetector de luzFototransistor: um componente de estado slido que fornece uma mudana na corrente conduzida dependendo da quantidade de luz detectada. Os detectores de luz so mais sensveis a certos comprimentos de onda de luz.4. Sensores Fotoeltricosa) BarreiraNeste modo de deteco, o emissor e o receptor de luz esto em invlucros separados. As duas unidades esto posicionadas em lados opostos de forma que a luz do emissor brilhe diretamente sobre o receptor. O feixe entre o receptor e a fonte de luz deve ser interrompido para a deteco do objeto.4. Sensores Fotoeltricosb) RetrorefletidoUm sensor retrorefletido contm tanto o emissor quanto o receptor em um invlucro. O feixe de luz do emissor propagado do refletor (ou de material refletivo especial) e detectado pelo receptor. O objeto detectado quando intercepta esse feixe de luz.4. Sensores Fotoeltricosc) DifusoNeste tipo detectado um reflexo diretamente a partir do objeto. A superfcie do objeto espalha a luz em todos os ngulos; uma pequena parte refletida em direo ao receptor. Esse modo de deteco denominado deteco difusa.4. Sensores FotoeltricosOs objetos difusos do "mundo real" so geralmente considerados menos refletivos, conforme mostrado na tabela.4. Sensores Fotoeltricosd) Fibra tica: Os cabos de fibra ptica podem ser montados em locais que seriam inacessveis para sensores fotoeltricos. Eles podem ser usados onde h alta temperatura ambiente e em aplicaes onde h vibrao .Os cabos de fibra ptica podem tambm ser usados para detectar objetos pequenos.Os cabos de fibra ptica podem ser configurados para operar em todos os modos de deteco: feixe transmitido, retrorefletido e nos vrios modos difusos. Podem ser de Plstico ou de Vidro.AplicaesTipo Barreira (Feixe Transmitido)AplicaesTipo RetrorefletidoAplicaesTipo DifusoAplicaesFibra ticaVantagens e Precaues dos Modos de Deteco FotoeltricaVantagens e Precaues dos Modos de Deteco Fotoeltrica5. Seleo de SensoresDentro de cada sistema h muitas operaes ou processos: fabricao, montagem, embalagem, pintura, manuseio de material.Cada um pode ser dividido em eventos menores como contagem, indexao, ejeo, pulverizao, preenchimento e transporte.Um sensor pode ser valioso para detectar as condies de mudana associadas com uma ao ou evento.Exemplo: EnvasamentoIdentifique as Fontes de AlimentaoBaseado na tenso comumente disponvel em campo, os sensores so geralmente designados para se enquadrar em uma das quatro faixas de tenso:10-30 Vcc20-130 Vca90-250 Vca20-250 Vca/VccCorrente de ChaveamentoEstaumadas caractersticasmaisimportantesdossensoresde determinaamximacorrentecontnua,poiscorrentequepodesercomutada pelo transistor de sada sem danific-lo.6. Alimentao, Sadas e FiaoAlimentao: 10-30 Vcc 20-130 Vca 90-250 Vca 20-250 Vca/VccSadas:Eletromecnica ou Estado SlidoNA/NFFiao:2 ou 3 fios (4 fios)AlimentaoOs sensores CC esto disponveis nas verses de corrente:Source (PNP) fornecem alimentao para a carga que deve se referir ao aterramento ou fonte negativa da fonte de alimentao.Sink (NPN) fornecem aterramento para a carga que deve se referir tenso positiva que compartilha o mesmo aterramento.SadasEletromecnica:RelChaveEstado Slido ou Eletrnico:TransistorTriac

disponveis para os sensores com os quais voc est trabalhando.OtipodesadaescolhidodependerdainterfacedasuaaplicaoeostiposdesadaSadasEletromecnicas:SadasEstado Slido:As sadas de estado slido devem ser consideradas para as aplicaes que requerem chaveamento freqente ou de baixa tenso em baixas correntes.Uma chave de estado slido puramente eletrnica - no possui partes mveis.Os transistores so geralmente dispositivos de sada de estado slido para sensores CC de baixa tenso.UmTRIACumdispositivodesadadeestado slido projetado, apenas, para comutao CA;SadasEstado Slido:FiaoOs sensores podem ser divididos de acordo com suas configuraes de fiao.As mais comuns so 2 fios e 3 fios.Os dispositivos de 2 fios so projetados para conexo em srie com a carga.Emumaconfiguraode3fios,doisdostrscondutoresfornecemalimentaoenquantoqueoterceiro comuta a carga.Ambosostipospodemserconectadosdeforma com configuraesemsrieouemestratgica,paralelo, para conservar as entradas ou desempenhar a lgica.FiaoCores dos Fios e ConectoresFiaoOs dispositivos de 2 fios so projetados para conexo em srie com a carga.FiaoConexo dos dispositivos de 3 fios com a carga:Cuidados na InstalaoCuidados na InstalaoExemplo de Instalao