Sensores e asi

Sensores e asi

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Módulo 7 S Redes ASI e Sensores

Seminários Técnicos 2003 Engenheiros e Projetistas

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Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface1

Módulo 7S Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface

Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface2

Índice

1. Introdução

1.1. Sensores03 1.2. Características fundamentais dos sensores para automação03 1.3. Visão geral das famílias de sensores e seus principais tipos05

2. Sensores Indutivos 2.1.Princípio de funcionamento06 2.2.Características de resposta06 2.3.Zonas livres na montagem em metal07 2.4. Características construtivas 07 2.5Fatores de redução08 2.6.Classes de saídas 2, 3 e 4 condutores09 2.7Configuração de saída do tipo pnp e npn com 3 condutores09 2.8. Aplicações 10

3. Sensores Capacitivos 3.1.Princípio de funcionamento11 3.2. Aspectos construtivos 12 3.3. Sensores faceados 13 3.4. Sensores não-faceados 13 3.5.Características técnicas e aplicações14 3.6.Distância de operação14 3.7.Fatores de redução15 3.8.Classes de saídas 2, 3 e 4 condutores16

4. Sensores Óticos 4.1. Princípios de funcionamento17 4.2. Difusão17 4.3. Sensores reflexivos18 4.4. Sensor reflexivo em um espelho de 3 vias18 4.5. Sensores Barreira de luz direta19 4.6. Comparação da distância sensora19 4.7. Condutores de fibra ótica20 4.8. Laser com saída analógica20 4.9. Marca cor21 4.10. Fenda21 4.1. Cor21 4.12. Reserva de função22 4.13. Função anti-interferência22 4.14. Sensibilidade à luz externa23 4.15. Configurações de saídas23 4.16. Zonas de atuação23 4.17. Exemplos de aplicações24

5. Sensores ultra-sônicos 5.1. Princípio de funcionamento25 5.1.1. Alinhamento angular 26 5.1.2.Alinhamento angular – Aplicação26 5.1.3.Cone sonoro – Ganho em dB26 5.2.Formas de atuação27 5.3.Zonas livres27 5.4. Vantagens 27 5.5.Comparação entre sensores de proximidade ultra-sônicos e óticos28 5.6.Materiais e objetos28

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5.7.Exemplos de aplicações29 5.8. Influências ambientais 30 5.9.Como especificar um sensor31

6.17Os escravos: módulos de I/O, sensores, botoeiras, etc4

6. Redes de sensoriamento 6.1. Introdução32 6.2. Topologias e especificações normal e avançada35 6.3. Principais características37 6.4. Escravo38 6.4.1.Lado de rede do escravo38 6.5. Mestre 39 6.5.1. Estrutura mestre 39 6.6 Interação mestre/escravos 40 6.7Processo de comunicação – mestre41 6.8.Troca de dados mestre-escravo41 6.9. Interação mestre/escravo 41 6.10.Campos de dados do mestre42 6.1.LES, LAS e LPS42 6.12.Estrutura da mensagem do AS-Interface42 6.13.Codificação de sinal43 6.14.Modulação APM (Alternate Pulse Modulation)43 6.15.Medição do reconhecimento de erro43 6.16.Funcionamento do mestre AS-Interface44 6.18Escravos AS-Interface IP6744

7. AS-Interface Versão 2.1 7.1. Comparação46 7.2. Escravos V2.1: quais as diferenças?47 7.3. Escravos A/B: Como isso funciona?47 7.4. Versão 2.1 permite qualquer combinação entre escravos padrão e A/B48 7.5. Safety work – O princípio48 7.6. Exemplo de circuito50 7.6.1.Monitor com um circuito de segurança50 7.6.2Transmissão de valores analógicos50 7.6.3.Transferência de dados com os analógicos51 7.7. Como dimensionar uma fonte AS-Interface51 7.8. Modularidade da AS-Interface52 7.9. Operação com repetidor e extensor53 7.10. Repetidor54 7.1. Benefícios da AS-Interface54 7.12. Sim plicidade 5

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oscilador ~ ~ amplificador

1. Introdução 1.1 Sensores

Sensores são dispositivos construídos para detectar a presença ou passagem de materiais metálicos ou não metálicos, por proximidade ou aproximação, sem contato físico. Esta detecção é feita pela face sensora do sensor, que ao serem acionados ativam as entradas do controlador lógico programável, para automação da planta industrial. Os de operação indireta alteram suas propriedades, como a resistência, a capacitância ou a indutância, sob ação de uma grandeza, de forma mais ou menos proporcional.

Figura 1.1: Sensor Indutivo de proximidade

1.2.Características Fundamentais dos Sensores para Automação

O sinal de um sensor pode ser usado para detectar e corrigir desvios em sistemas de controle, e nos instrumentos de medição, que freqüentemente estão associados aos sistemas de controle de malha aberta (não automáticos), orientando o usuário, sendo caracterizados por:

Linearidade É o grau de proporcionalidade entre o sinal gerado e a grandeza física. Quanto maior, mais fiel é a resposta do sensor ao estímulo. Os sensores mais usados são os mais lineares, conferindo mais precisão ao sistema de controle. Os sensores não lineares são usados em faixas limitadas, em que os desvios são aceitáveis, ou com adaptadores especiais, que corrigem o sinal.

Faixa de atuação É o intervalo de valores da grandeza em que pode ser usado o sensor, sem destruição ou imprecisão.

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Histerese É a distância entre os pontos de comutação do sensor, quando um atuador dele se aproxima e se afasta.

Sensibilidade

É a distância entre a face do sensor e o atuador no instante em que ocorre a comutação. As medidas na tabela são determinadas para um atuador de chapa de aço quadrada com 1 m de espessura, cujo lado é igual ao diâmetro do sensor.

Superfície Ativa

É a superfície através da qual o campo eletro-magnético de alta freqüência se irradia no meio externo. Esta área é definida pela superfície do núcleo e corresponde aproximadamente à superfície da área externa deste núcleo.

Fator de correção

Fornece a redução da distância sensora em presença de materiais cujas características apresentam desvios em relação ao ferro Fé 360 (definido pela ISSO 630).

Freqüência de Comutação

Corresponde à quantidade máxima de comutações por segundo. Baseado nas características operacionais de cada dispositivo, os transdutores são elementos de campo mais utilizados para controle, enquanto que os sensores, também elementos de campo, são utilizados mais especificamente em automação de processos.

Distância Sensora Distância em que aproximando-se o acionador da face sensora, o sensor muda o estado da saída.

Distância Sensora Nominal Distância sensora teórica, a qual utiliza um alvo padrão como acionador e não considera as variações causadas pela industrialização, temperatura de operação e tensão de alimentação. É o valor em que os sensores de proximidade são especificados.

Sensores e Redes de Sensoriamento – AS interface6

De acordo com a tabela a seguir, é possível ter uma visão geral dos sensores a serem abordados: 1.3Visão Geral das famílias de sensores e seus principais tipos

FamíliaTipoPrincípio de funcionamento

IndutivosProximidadeGeração de campo eletro-magnético em alta freqüência CapacitivosProximidadeGeração de campo magnético desenvolvido por oscilador

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