Logika fotoelektrického senzoru Light-On a Dark-On

Light-on a dark-on popisují, kdy fotoelektrický snímač aktivuje svůj spínaný výstup. Nepopisují polaritu tranzistoru, typ zapojení ani to, zda je objekt fyzicky přítomen. Toto rozlišení předchází mnoha chybám při uvádění do provozu, protože stejná optická podmínka může u průchozích, retroreflexních a difuzních snímacích uspořádání znamenat opak.

Začněte dopadajícím světlem

V režimu light-operate, často zkráceně LO, se výstup zapne, když přijímač zaznamená dostatek světla k překročení spínacího prahu. V režimu dark-operate neboli DO se výstup zapne, když dopadající světlo klesne pod tento práh. Společnost Banner Engineering uvádí stejné základní definice ve svých oficiálních školicích materiálech k fotoelektrickým snímačům.

Tyto pojmy se vztahují k optickému přijímači, nikoli k místnosti. Tmavý terč v dobře osvětlené továrně může snížit intenzitu vráceného paprsku pod prahovou hodnotu. Totéž může způsobit prach na čočce. Lesklý objekt může vrátit více světla, než se očekává. Při uvádění do provozu je proto nutné ověřit skutečnou optickou rezervu, nejen jednou sledovat, zda se rozsvítí kontrolka snímače.

Geometrie snímače mění význam výstupu

Průchozí snímání

U průchozí dvojice jsou vysílač a přijímač umístěny proti sobě. Pokud mezi nimi není žádný objekt, přijímač obvykle paprsek zaznamenává. Režim light-operate proto vytváří aktivní výstup při volném paprsku, zatímco režim dark-operate vytváří aktivní výstup, když objekt paprsek přeruší.

Retroreflexní snímání

Retroreflexní snímač vysílá světlo k odrazce a přijímá vrácený paprsek ve stejném pouzdře. Logika je podobná jako u průchozího snímání: nezakrytá odrazka vytváří světelnou podmínku a terč procházející dráhou obvykle vytváří tmavou podmínku. Vysoce odrazivé objekty, průhledné materiály, špatné seřízení nebo poškozená odrazka mohou tento jednoduchý model zkomplikovat.

Difuzní snímání

Difuzní snímač využívá k vrácení světla samotný terč. Objekt vstupující do snímané zóny zde obvykle vytváří světelnou podmínku. Režim light-operate proto může odpovídat přítomnosti objektu, což je opak typické instalace s průchozím paprskem. Potlačení pozadí a potlačení popředí přidávají optickou geometrii, takže přesné spínací chování je nutné ověřit v příručce ke zvolenému modelu.

Nezaměňujte LO/DO s PNP/NPN

LO a DO definují optickou podmínku, která řídí výstup. PNP a NPN popisují elektrické chování výstupního tranzistoru. Snímač PNP dodává při aktivaci proud do vstupu PLC. Snímač NPN při aktivaci proud odvádí. Oba typy elektrického výstupu lze nastavit pro režim light-operate nebo dark-operate.

Společný vodič vstupu PLC musí odpovídat zvolenému typu výstupu. Správně zvolený režim light/dark nedokáže napravit nesprávně zapojený vstupní obvod. Před připojením napájení ověřte napájecí napětí, funkci vodičů, typ výstupu, zatěžovací proud, společný vodič vstupu a to, zda má snímač jeden konfigurovatelný výstup, nebo dva komplementární výstupy.

Související řídicí a vstupní hardware najdete ve kolekci systémů PLC a PAC, která uvádí příklady zařízení přijímajících tyto diskrétní signály. Program PLC by měl používat název tagu popisující význam v procesu, například PartAtStop, nikoli obecný název jako SensorDark.

Volitelné a komplementární výstupy

Některé snímače mají tlačítko nastavení, dálkový učicí vstup, přepínač nebo softwarový parametr pro volbu LO či DO. Jiné poskytují současně dva výstupy: jeden pracuje v režimu light a druhý v režimu dark. Schéma zapojení určuje, které chování je k dispozici. Barvy vodičů jsou běžné konvence, nikoli důkaz funkce.

Vodič dálkového učení může podle délky pulzu a zapojení volit provozní režim, spouštět naučení prahu, uzamykat tlačítka nebo provádět několik funkcí. Nechat tento vodič rozpojený nemusí u různých produktových řad znamenat stejný stav. Řiďte se přesnými pokyny k danému produktu a nepřenášejte předpoklady z podobného snímače.

Volte režim podle bezpečného stavu procesu

Inženýři někdy volí LO nebo DO pouze proto, aby si usnadnili logiku žebříkového programu. Lepší postup začíná reakcí stroje na ztrátu světla, výpadek napájení, přerušený kabel, znečištěnou čočku, poruchu vysílače a poruchu přijímače. Mnoho těchto poruch se projeví jako tmavá podmínka, ale ne každý výstup snímače je dokáže odlišit od oprávněně přerušeného paprsku.

U ochranné funkce krytu nebo ochrany osob nejsou standardní fotoelektrický snímač a běžná logika PLC náhradou za bezpečnostní snímání a bezpečnostní logiku. U detekce procesu by měl zvolený režim přesto podle možností zviditelnit běžné poruchy. Tam, kde jediný výstup nedokáže poskytnout dostatek informací, mohou být zapotřebí diagnostické bity, komplementární kanály, časovače věrohodnosti nebo druhý snímač.

Postup při uvádění do provozu

1. Nejprve vytvořte pravdivostní tabulku

Uveďte stav světla na přijímači, stav terče, kontrolku výstupu snímače, elektrický výstup, bit vstupu PLC a interpretaci stroje. Zahrňte volnou dráhu, přítomný terč, zakrytou čočku, odpojený kabel a vypnuté napájení. Tím odhalíte nesprávné předpoklady dříve, než se stroj uvede do pohybu.

2. Ověřte elektrické chování

Změřte napájení snímače a potvrďte změnu vstupu PLC na svorce. Zkontrolujte napětí v aktivním i neaktivním stavu. Sledujte svodový proud, prahovou hodnotu vstupu, společné vodiče a neočekávané chování způsobené kontrolkami nebo oddělovacími prvky.

3. Učte s výrobními vzorky

Použijte nejtmavší, nejjasnější, nejmenší, nejprůhlednější nebo nejodrazivější očekávané díly a také skutečné pozadí. Oficiální příručka Banneru k nastavení light a dark pro QS18 ukazuje, že učením se stanoví práh na základě pozorovaných podmínek. Přesný postup a strategie nastavení prahu zůstávají závislé na konkrétním modelu.

4. Zkontrolujte provozní rezervu

Pohybujte terčem po celé povolené poloze, při proměnlivé orientaci jej otáčejte a testujte v maximální vzdálenosti. Čočku znečišťujte pouze řízeným zkušebním postupem. Snímač, který při nastavování jednou sepne, může při vibracích, prachu nebo změně barvy produktu stále kmitat, pokud se sníží přebytečné zesílení.

5. Otestujte zotavení a opětovné spuštění

Přerušte napájení snímače, odpojte signál, zakryjte paprsek a řízeně obnovte systém. Potvrďte alarmy, dobu odfiltrování, obnovení sekvence a zabránění opětovnému spuštění. Ověřte, že pracovníci údržby dokážou určit, zda je porucha optická, elektrická, související se sítí nebo logická.

Řešení obrácené nebo nestabilní detekce

Pokud se bit PLC jeví jako obrácený, nejprve zkontrolujte optický režim, potom obvod PNP/NPN a nakonec případnou inverzi v programu. Pokud výstup kmitá, prověřte seřízení, snímací vzdálenost, stav odrazky, kontrast terče, vibrace, znečištění, stabilitu napájení a rezervu po naučení. Přepnutí z LO na DO může příznak obrátit, aniž by napravilo slabý optický signál.

Při výměně snímače porovnávejte více než jen snímací dosah a typ konektoru. Ověřte princip snímání, typ paprsku, polaritu výstupu, nastavení LO/DO, dobu odezvy, stupeň krytí, způsob učení a zapojení vývodů konektoru. Knihovna znalostí obsahuje další pokyny k zapojení a uvádění do provozu při integraci provozních zařízení do průmyslových řídicích systémů.

Význam procesu musí být jednoznačný

Light-operate a dark-operate jsou přesné optické pojmy, pokud je inženýři oddělují od přítomnosti objektu a polarity výstupu. Krátká pravdivostní tabulka, správné elektrické kontroly, učení s výrobními vzorky a cílené testy poruch promění tuto terminologii v předvídatelné chování stroje.