Porady
Czujniki i siłowniki odgrywają niezwykle ważną rolę zarówno w produkcji przemysłowej, jak i systemie inteligentnego domu. Działają one zgodnie z klasyczną zasadą przyczyny i skutku: jedne zdarzenia wywołują kolejne działania. Oczywiste jest, że pomiędzy tymi dwoma elementami musi istnieć niezawodne połączenie. Przy czym sprzężenie przewodowe jest nadal lepsze od potencjalnie wrażliwego na zakłócenia połączenia radiowego. Pod warunkiem, że złącza są technicznie bez zarzutu. Przeczytaj tutaj, co dokładnie robią czujniki i siłowniki oraz jaka technologia połączeń jest dla nich dostępna.
Sensory można porównać do oczu, uszu, skóry i języka. Reagują na czynniki zewnętrzne.
Na przykład istnieją czujniki środowiskowe do pomiaru temperatury, wilgotności, ciśnienia powietrza i składu powietrza.
Czujniki ruchu reagują na promieniowanie podczerwone lub wibracje albo wykorzystują ultradźwięki do pomiaru odległości.
Czujniki magnetyczne reagują jak przekaźnik przełączający w obecności pola magnetycznego, a laserowa bariera świetlna mierzy przerwanie wiązki nawet na dużych odległościach.
Ciekawostka: Praktycznie nie istnieją właściwości fizyczne i chemiczne, których nie można wykryć za pomocą czujników. Zarówno ilościowo, jak i jakościowo.
Siłowniki/elementy wykonawcze przetwarzają sygnały elektryczne pochodzące z czujników na działanie.
O ile czujniki odpowiadają ludzkim zmysłom, to aktuatory/elementy wykonawcze można porównać do mięśni.
Na przykład siłownik może być silnikiem, który automatycznie wysuwa zacienienie ogrodu zimowego, gdy świeci słońce i cofa je, gdy pada deszcz.
Odpowiednimi czujnikami byłyby wtedy czujnik światła i czujnik deszczu. Albo alarm: gdy tylko okno zostanie otwarte, czujnik magnetyczny przymocowany do ramy wysyła sygnał i alarm się włącza. W sektorze przemysłowym siłowniki występują jako napędy pozycjonujące, siłowniki hydrauliczne lub pneumatyczne oraz jako elektromechaniczne systemy podnoszenia i regulacji.
Czujniki i elementy wykonawcze zazwyczaj nie są ze sobą bezpośrednio połączone; w najprostszym przypadku pomiędzy nimi podłączony jest przekaźnik. W najprostszym przypadku pomiędzy nimi podłączony jest przekaźnik, który wyzwala i wprawia w ruch siłownik, np. gdy analogowy sygnał elektryczny dostarczony przez czujnik osiągnie określony poziom. Jednak od dziesięcioleci tak zwane komputery procesowe łączą czujniki i elementy wykonawcze, w środowisku przemysłowym głównie za pomocą programowalnego sterownika logicznego, w skrócie PLC. Są to komputery z licznymi wejściami dla czujników analogowych i cyfrowych oraz wyjściami dla elementów wykonawczych. Elementy zewnętrzne są stale monitorowane i kontrolowane przez kod programu w pamięci roboczej.
Jako znormalizowany element komunikacyjny często wykorzystywana jest tzw. magistrala polowa. Jest to rodzina przemysłowych sieci komputerowych, która zapewnia rozproszone sterowanie w czasie rzeczywistym. Profile Fieldbus są standaryzowane przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną jako IEC 61784/61158. Taka magistrala polowa łączy sterownik PLC z elementami instalacji na poziomie pola. Należą do nich czujniki, siłowniki, silniki elektryczne, lampki konsolowe, przełączniki, zawory i styczniki. Zastępuje on bezpośrednie połączenia poprzez pętle prądowe lub cyfrowe sygnały wejściowe i wyjściowe. Jednym z najbardziej znanych i bardzo często używanych protokołów Fieldbus jest Profibus DP do sterowania czujnikami i elementami wykonawczymi w technologii produkcji.
Z kolei w automatyce budynkowej dość powszechny jest system KNX. Jest to otwarty standard zgodny z normą EN 50090 lub ISO/IEC 14543. Urządzenia KNX mogą sterować elementami techniki grzewczej, klimatyzacyjnej i wentylacyjnej, a także oświetleniem, systemami bezpieczeństwa i wyświetlaczami. Komunikacja odbywa się opcjonalnie za pomocą skrętki sieciowej, linii energetycznej, połączeń RF lub IP.
Połączenie między elementami elektronicznymi jest tak dobre, jak jego najsłabsze ogniwa - a doświadczenie pokazuje, że są to wtyczki i gniazda lub połączenia lutowane i połączenia śrubowe lub wtykowe. W związku z tym niezwykle ważne jest zwrócenie uwagi zarówno na kompatybilność styków, jak i ich wytrzymałość mechaniczną i elektryczną. W przeciwnym razie słynny luźny kontakt może doprowadzić do zatrzymania nawet zaawansowanych technologicznie systemów.
Poniżej przedstawiamy najważniejsze elementy w technice przyłączeniowej. Ponieważ zdecydowana większość systemów połączeń odpowiada pewnym normom lub wzorom określonym przez producentów, niniejszy przegląd może służyć jedynie jako wskazówka.