منطق مستشعر كهروضوئي يعمل عند الإضاءة أو الظلام

يصف التشغيل بالضوء والتشغيل بالظلام وقت تنشيط المستشعر الكهروضوئي لخرج التبديل الخاص به. ولا يصفان قطبية الترانزستور أو نوع التوصيل أو ما إذا كان جسم ما موجودًا فعليًا. ويمنع هذا التمييز كثيرًا من أخطاء التشغيل الأولي، لأن الحالة الضوئية نفسها قد تعني أشياء متعاكسة في ترتيبات الاستشعار بالحزمة النافذة، والانعكاس الرجعي، والانتشارية.

ابدأ بالضوء المستقبَل

في وضع التشغيل بالضوء، الذي يُختصر غالبًا إلى LO، يُشغَّل الخرج عندما يرى المستقبل ضوءًا كافيًا لتجاوز عتبة التبديل. وفي وضع التشغيل بالظلام، أو DO، يُشغَّل الخرج عندما ينخفض الضوء المستقبَل عن تلك العتبة. وتورد شركة Banner Engineering التعريفين الأساسيين نفسيهما في موادها التدريبية الرسمية الخاصة بالمستشعرات الكهروضوئية.

تشير هذه المصطلحات إلى المستقبل البصري، وليس إلى الغرفة. فقد يقلل هدف داكن في مصنع جيد الإضاءة الشعاع المرتد إلى ما دون العتبة. ويمكن للغبار المتراكم على العدسة أن يفعل الشيء نفسه. وقد يعيد جسم لامع ضوءًا أكثر من المتوقع. لذلك يجب أن يثبت التشغيل الأولي الهامش البصري الفعلي، لا أن يكتفي بملاحظة تغيّر مؤشر LED في المستشعر مرة واحدة.

تغيّر هندسة المستشعر معنى الخرج

الاستشعار بالحزمة النافذة

يضع زوج الاستشعار بالحزمة النافذة المرسل والمستقبل متقابلين. وعندما لا يوجد جسم بينهما، يرى المستقبل الشعاع عادةً. لذلك ينتج التشغيل بالضوء خرجًا في حالة مسار الشعاع المفتوح، بينما ينتج التشغيل بالظلام خرجًا عند حجب جسم للشعاع.

الاستشعار بالانعكاس الرجعي

يرسل مستشعر الانعكاس الرجعي الضوء نحو عاكس ويستقبل الشعاع المرتد في الغلاف نفسه. ويشبه المنطق هنا تشغيل الحزمة النافذة: فالعاكس غير المحجوب ينشئ الحالة الضوئية، بينما ينشئ الهدف الذي يعبر المسار عادةً الحالة المظلمة. وقد تعقّد الأجسام شديدة الانعكاس، والمواد الشفافة، وسوء المحاذاة، أو تلف العاكس هذا النموذج البسيط.

الاستشعار الانتشاري

يعتمد المستشعر الانتشاري على الهدف نفسه لإعادة الضوء. وهنا يؤدي دخول جسم إلى منطقة الاستشعار عادةً إلى إنشاء الحالة الضوئية. لذلك قد يتوافق التشغيل بالضوء مع وجود الجسم، وهو عكس ما يحدث في تركيب نموذجي بالحزمة النافذة. وتضيف ميزة كبت الخلفية وكبت المقدمة هندسةً بصرية، لذا يجب التحقق من سلوك التبديل الدقيق بالرجوع إلى دليل الطراز المحدد.

لا تخلط بين LO/DO وPNP/NPN

يحدد LO وDO الحالة البصرية التي تأمر الخرج. أما PNP وNPN فيصفان السلوك الكهربائي لترانزستور الخرج. يزوّد مستشعر PNP دخل وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة بالتيار عند تفعيله. بينما يسحب مستشعر NPN التيار عند تفعيله. ويمكن تهيئة أي من نوعي الخرج الكهربائيين للتشغيل بالضوء أو التشغيل بالظلام.

يجب أن يتوافق الطرف المشترك لدخل وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة مع نوع الخرج المحدد. ولا يمكن لوضع الضوء/الظلام المحدد بشكل صحيح إصلاح دائرة دخل غير متوافقة. وقبل توصيل الطاقة، تحقق من جهد التغذية، ووظيفة كل موصل، ونوع الخرج، وتيار الحمل، والطرف المشترك للدخل، وما إذا كان المستشعر يملك خرجًا واحدًا قابلًا للتهيئة أو خرجين متكاملين.

بالنسبة إلى وحدات التحكم ومعدات الدخل ذات الصلة، توفر مجموعة أنظمة PLC وPAC في الموقع أمثلة على المعدات التي تستقبل هذه الإشارات المنفصلة. وينبغي أن يستخدم برنامج PLC اسم وسم يصف معنى العملية، مثل PartAtStop، بدلًا من اسم خام مثل SensorDark.

المخارج القابلة للاختيار والمتكاملة

توفر بعض المستشعرات زر إعداد أو دخل تعليم عن بُعد أو مفتاحًا أو معلمة برمجية لاختيار LO أو DO. بينما تعرض مستشعرات أخرى خرجين في الوقت نفسه: يعمل أحدهما في حالة الضوء والآخر في حالة الظلام. ويحدد مخطط التوصيل السلوك المتاح. أما ألوان الأسلاك فهي اصطلاحات شائعة وليست دليلًا على الوظيفة.

قد يحدد موصل التعليم عن بُعد وضع التشغيل، أو يبدأ تعليم العتبة، أو يقفل الأزرار، أو يؤدي وظائف متعددة بحسب مدة النبضة وطريقة التوصيل. ولا يؤدي ترك هذا الموصل مفتوحًا دائمًا إلى الحالة نفسها في جميع عائلات المنتجات. اتبع تعليمات المنتج المحدد بدلًا من نقل افتراضات مستشعر مشابه.

اختر الوضع انطلاقًا من حالة العملية الآمنة

يختار المهندسون أحيانًا LO أو DO فقط لتسهيل منطق السلم. أما الطريقة الأفضل فتبدأ باستجابة الآلة لفقدان الضوء، وفقدان الطاقة، وانقطاع الكابل، واتساخ العدسة، وتعطل المرسل، وتعطل المستقبل. وتظهر كثير من هذه الأعطال كحالة مظلمة، لكن ليس كل خرج مستشعر قادرًا على تمييزها عن شعاع محجوب بصورة مشروعة.

بالنسبة إلى وظيفة حماية الحواجز أو الأفراد، لا يُعد المستشعر الكهروضوئي القياسي ومنطق PLC العادي بديلين عن الاستشعار المخصص للسلامة ومنطق السلامة. أما في كشف العمليات، فينبغي أن يجعل الوضع المختار الأعطال الشائعة واضحة متى كان ذلك عمليًا. وقد تكون هناك حاجة إلى بتات تشخيصية، أو قنوات متكاملة، أو مؤقتات للتحقق من المعقولية، أو مستشعر ثانٍ عندما لا يستطيع خرج واحد كشف ما يكفي.

سير عمل التشغيل الأولي

1. اكتب جدول الحقيقة أولًا

أدرج حالة ضوء المستقبل، وحالة الهدف، ومؤشر LED لخرج المستشعر، والخرج الكهربائي، وبت دخل PLC، وتفسير الآلة. وأدرج المسار المفتوح، ووجود الهدف، وتغطية العدسة، وفصل الكابل، وإزالة الطاقة. فهذا يكشف الافتراضات المعكوسة قبل أن تتحرك الآلة.

2. تحقق من السلوك الكهربائي

قِس تغذية المستشعر وتأكد من تغيّر دخل PLC عند الطرف. وافحص الجهد في حالتي التفعيل وعدم التفعيل. وانتبه إلى تيار التسرب، وعتبة الدخل، والأطراف المشتركة، والسلوك غير المتوقع الناتج عن مصابيح الاختبار أو الأجهزة الوسيطة.

3. نفّذ التعليم باستخدام عينات الإنتاج

استخدم الأجزاء المتوقعة الأشد قتامة والأكثر سطوعًا والأصغر والأكثر شفافية أو انعكاسًا، بالإضافة إلى الخلفية الفعلية. يوضح الدليل الرسمي لضبط الضوء والظلام في QS18 من Banner أن التعليم ينشئ عتبة استنادًا إلى الظروف المرصودة. وتظل الإجراءات الدقيقة واستراتيجية تحديد العتبة خاصة بكل طراز.

4. تحقق من هامش التشغيل

حرّك الهدف عبر كامل الموضع المسموح، وأدره عندما يختلف الاتجاه، واختبره عند أقصى مسافة. ولوّث العدسة فقط باستخدام طريقة اختبار مضبوطة. فقد يستمر مستشعر يبدّل مرة واحدة أثناء الإعداد في إصدار تبديلات متذبذبة عندما يقل الكسب الزائد بسبب الاهتزاز أو الغبار أو لون المنتج.

5. اختبر الاستعادة وإعادة التشغيل

اقطع طاقة المستشعر، وافصل الإشارة، واحجب الشعاع، ثم أعد النظام إلى الخدمة في حالة مضبوطة. وتحقق من الإنذارات، وزمن إزالة الاهتزاز، واستعادة التسلسل، ومنع إعادة التشغيل. وتأكد من قدرة أفراد الصيانة على تحديد ما إذا كان العطل بصريًا أو كهربائيًا أو متعلقًا بالشبكة أو منطقيًا.

استكشاف أخطاء الكشف المعكوس أو غير المستقر وإصلاحها

إذا بدا بت PLC معكوسًا، فتحقق أولًا من الوضع البصري، ثم من دائرة PNP/NPN، وأخيرًا من أي عكس في البرنامج. وإذا كان الخرج متذبذبًا، فافحص المحاذاة، ومسافة الاستشعار، وحالة العاكس، وتباين الهدف، والاهتزاز، والتلوث، واستقرار التغذية، وهامش التعليم. وقد يؤدي تغيير LO إلى DO إلى عكس العَرَض من دون إصلاح الإشارة البصرية الضعيفة.

عند استبدال مستشعر، قارن أكثر من مدى الاستشعار ونوع الموصل. تحقق من مبدأ الاستشعار، ونوع الشعاع، وقطبية الخرج، وتهيئة LO/DO، وزمن الاستجابة، وتصنيف الحماية، وطريقة التعليم، وتوزيع أطراف الموصل. وتتضمن مكتبة المعرفة إرشادات إضافية حول التوصيل والتشغيل الأولي لدمج الأجهزة الميدانية في أنظمة التحكم الصناعية.

اجعل معنى العملية واضحًا

يُعد التشغيل بالضوء والتشغيل بالظلام مصطلحين بصريين دقيقين عندما يفصلهما المهندسون عن وجود الجسم وقطبية الخرج. ويحوّل جدول حقيقة قصير، وفحوص كهربائية صحيحة، وتعليم باستخدام عينات الإنتاج، واختبارات أعطال مدروسة، هذه المصطلحات إلى سلوك متوقع للآلة.