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Einführung
Die 1906 eingeführten Fotoschalter steuern jeden Aspekt der modernen Industrieautomatisierung mit einer präzisen und messbaren Erkennung, die nahezu unmöglich zu reproduzieren ist. Allerdings handelt es sich hierbei um lichtabhängige Schalter, also vorhersehbare Geräte mit unterschiedlichen Eigenschaften und zudem einem sehr breiten Anwendungsbereich. Im folgenden Artikel werden wir weitere unterschiedliche Arten von Fotoschaltern behandeln, da sie sich in ihrem Betriebsgewicht, ihrer Anwendung und ihrem Design unterscheiden.
Kategorien von Lichtschranken
Es gibt vier Arten von Lichtschranken: Reflexions-, Einweg-, Diffusor- und Lichtleiter-Lichtschranken.
Reflexionslichtschranken
dies ist möglich, weil retroreflektierende Sensoren einen Lichtstrahl auf ein Objekt aussenden (das das Licht entgegen der Ausbreitungsrichtung auffängt) und dann dieselbe Art des zurückgegebenen Lichts erkennt. Dieser Sensortyp hat begrenzte Anwendungsgebiete, in denen eine Sichtlinie aufrechterhalten wird, wie etwa bei Verpackungsmaschinen oder Förderbandkonstruktionen. Diese Sensoren arbeiten mit hoher Konsistenz und können unterschiedliche Objekte erkennen, angefangen von glänzenden Metallen bis hin zu transparentem Kunststoff.
Einweglichtschranken
Retroreflektierende Sensoren funktionieren, indem sie einen Lichtstrahl auf ein Objekt aussenden (das das Licht entgegen der Ausbreitungsrichtung auffängt) und dann dieselbe Art von zurückgestrahltem Licht empfangen. Diese Art von Sensor hat nur wenige Einsatzmöglichkeiten, bei denen Sichtlinieneigenschaften wie Verpackungsmaschinen oder Förderbandkonstruktionen vorhanden sind. Sie arbeiten mit hoher Konsistenz und identifizieren unterschiedliche Objekte von glänzenden Metallen bis hin zu durchsichtigem Kunststoff.
Lichttaster
Sie funktionieren, indem sie einen Lichtstrahl von einer Seite eines Luftspalts zur anderen übertragen und der Strahl auf der gegenüberliegenden Seite empfangen wird. Sie werden aktiviert, wenn etwas den Strahl unterbricht, indem es hindurchgeht. Sie werden am häufigsten verwendet, um die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Objekts über eine gewisse Distanz festzustellen, beispielsweise bei Niveauregulierungen und Sicherheits-/Zugangssystemen.
faseroptische Sensoren
Bei faseroptischen Sensoren werden Glasfasern zur Lichtübertragung vom und zum Messpunkt verwendet. Sie eignen sich gut für anspruchsvolle Umgebungen, arbeiten ohne elektromagnetische Störungen und sind sehr präzise. Daher eignen sie sich besser für Anwendungen, bei denen elektromagnetische Verträglichkeit eine wichtige Rolle spielt.
Variationen basierend auf Funktionsprinzipien
Es gibt viele verschiedene Arten von Lichtschranken, die sich auch in ihrem Funktionsprinzip (aktive vs. passive Infrarotsensoren) und der Verwendung von sichtbarem Licht vs. Infrarotlicht unterscheiden.
passive Infrarotsensoren vs. aktive
Auf der anderen Seite funktionieren aktive IR-Sensoren, die ihr eigenes Signal senden und es lediglich bei Reflexion erkennen, nur in einer kontrollierten Umgebung. Passive IR-Sensoren hingegen strahlen kein Licht aus, sondern erkennen die Wärmesignatur von Objekten; daher werden sie auch zum Energiesparen eingesetzt.
Sensoren für sichtbares Licht und Infrarotlicht
Sensoren für sichtbares Licht haben in Systemen einen sehr einfachen Anwendungsfall: Sie möchten, dass die Sensorik für menschliche Bediener sichtbar ist. Ein Pluspunkt ist, dass die Infrarotlichtsensoren im nicht sichtbaren Bereich arbeiten. Das bedeutet, dass Sie sie vielleicht nicht sehen und ihre Wirksamkeit visuell überprüfen können. Sie haben sich jedoch auf jeden Fall in Anwendungen bewährt, in denen das visuelle Erscheinungsbild keine große Rolle spielt, die Erkennung jedoch auf jeden Fall einen wesentlichen Teil ausmacht.
Typen abhängig von der Art der Ausgabe
Fotoelektrische Schalter unterscheiden sich auch hinsichtlich des Ausgabetyps, wobei NPN- und PNP-Transistorkonfigurationen unter ihnen am häufigsten sind.
NPN- und PNP-Ausgänge
NPN-Ausgänge – normalerweise offener Kollektor für Senkanwendungen. PNP-Ausgänge – normalerweise offener Emitter für Quellenanwendungen. Sowohl NPN als auch PNP sind in Steuerungssystemen üblich, die Auswahl des einen oder des anderen hängt also von den Anforderungen des jeweiligen Steuerungssystems ab.
Analogvs digitale Ausgänge
analoger oder digitaler Ausgang: Einige Lichtschranken verfügen über analoge Ausgänge und bieten somit eine Ausgabe, die kontinuierlich die Umgebungslichtintensität darstellt; andere verfügen über digitale Ausgänge, die ein binäres Signal erzeugen, das angibt, ob ein Objekt erkannt wird oder nicht. Für Anwendungen, die präzise Lichtstärken erfordern, sind analoge Ausgänge die Lösung, während digitale Ausgänge für einfache Erkennungsanwendungen geeignet sind.
Umweltaspekte
Einige Lichtschranken vertragen Umgebungslichtschwankungen und sind speziell auf Umweltanforderungen wie Staub- und Wassereinwirkung oder den Betrieb bei hohen Temperaturen ausgelegt.
maßgeschneiderter Lichtschrankenschalter
darüber hinaus werden auf dem Markt mehrere differenzierte Lichtschranken eingeführt, beispielsweise Hochgeschwindigkeitszählsensoren zum Zählen von Objekten, die in schneller Folge vorbeikommen, Sicherheitsverriegelungsschalter für die Zugangskontrolle und Sicherheitsdurchsetzung sowie intelligente Schalter mit IO-Link für die Interoperabilität über industrielle Kommunikationsnetzwerke.
Schlussfolgerung
Diese breite Palette an Lichtschranken auf dem Markt macht diese Geräte zu einemunterscheidenund spielt eine wesentliche Rolle in der modernen Automatisierung. Ob Reflexionslichtschranke für Verpackungslinien, Einweglichtschranke für Sicherheitssysteme oder diffuse Reflexionslichtschranke zur Roboterobjekterkennung: Der richtige Schalter kann sowohl die Effizienz als auch die Zuverlässigkeit jedes automatisierten Prozesses deutlich verbessern. Aufgrund der schnellen technologischen Entwicklung sind Lichtschranken in vielen Mechanismen und Anwendungen oft nach wie vor etabliert.
- Das ist nicht wahr.