Tipi di uscita disponibili

Ogni tipo di uscita del sensore fornisce informazioni sul fatto che si tratti di un sensore (di commutazione) binario con due stati definiti, valori di uscita analogici o un sensore di trasferimento dati (di misurazione). Di seguito vengono illustrati i tipi di uscita per i quali sono disponibili sensori induttivi e il funzionamento di queste uscite.

Nota: È possibile trovare informazioni sul collegamento elettrico di diversi sensori in base al tipo di uscita in Collegamento del sensore.

I sensori di prossimità induttivi tradizionali, ossia semplici interruttori on/off, sono inclusi in questa gamma. Possono commutare tra due stati definiti e quindi controllare attuatori quali valvole, deflettori, luci di segnalazione, ecc. I sensori di prossimità induttivi possono essere collegati a ingressi digitali di controllori logici programmabili.

1. Sensore con uscita NPN (segnale "negativo")

Un'uscita NPN del sensore connette il collegamento di uscita a terra quando commutato. Il carico è collegato tra la tensione di alimentazione +U_B e l'uscita NPN del sensore.

2. Sensore con uscita PNP (segnale "positivo")

Un'uscita PNP del sensore connette il collegamento di uscita alla tensione di alimentazione del sensore quando commutato. Il carico è collegato tra l'uscita PNP del sensore e la terra L-.

Nota: I sensori con uscita PNP tendono a essere utilizzati più frequentemente per evitare cortocircuiti a terra.

3. Sensore con funzione a due fili

I sensori induttivi con funzione a due fili utilizzano questo tipo comune di uscita con solo due cavi di uscita per l'alimentatore e la trasmissione del segnale.

Il sensore viene azionato in serie al carico collegato. In una connessione in serie, l'ordine in cui il sensore e il carico sono disposti è irrilevante.

Funzionamento

Un sensore con funzione a due fili è un componente attivo che richiede energia per funzionare. Il sensore viene alimentato con questa energia elettrica attraverso i due cavi di collegamento. Allo stesso tempo, il sensore segnala il suo stato di commutazione tramite gli stessi fili di collegamento.

Un sensore con funzione a due fili è spesso equiparato a un interruttore meccanico in termini di funzionamento. Tuttavia, questo tipo di sensore funziona in modo diverso da un interruttore meccanico, che è aperto o chiuso a seconda della situazione di attenuazione del sensore.  Nessun flusso di corrente attraverso un interruttore meccanico aperto. Il carico collegato non viene eccitato. Al contrario, in una situazione ideale, la tensione non cala attraverso un interruttore meccanico chiuso. L'intera tensione di alimentazione viene applicata a tutto il carico.

Al contrario, un sensore con funzione a due fili, come componente attivo, richiede sempre tensione e corrente. Anche nello stato chiuso, una tensione non trascurabile, assente dal carico collegato, cala in tutto il sensore. Nello stato aperto, una corrente passa attraverso il sensore e il carico collegato. Pertanto, quando si aziona un sensore con funzione a due fili, non esistono mai gli stati univoci "aperto" e "chiuso".

I sensori con funzione a due fili vengono utilizzati principalmente in ingressi digitali di un controllore logico programmabile (PLC). A seconda del loro tipo, questi ingressi digitali hanno un'impedenza di ingresso conforme alla norma EN 61131-2. Ciò deve essere preso in considerazione quando viene selezionato il sensore con funzione a due fili. I sensori standard Pepperl+Fuchs con funzione a due fili possono essere azionati in ingressi digitali di tipo 2. Gli ingressi digitali di tipo 3 richiedono una bassa corrente residua. I sensori con funzione a due fili con stadi di uscita Z4L (o Z8L) sono adatti per il funzionamento in ingressi digitali di tipo 3.

Occasionalmente, i sensori con funzione a due fili vengono azionati su carichi discreti. È necessario tenere conto del valore di resistenza individuale del carico. I dati tecnici dei sensori con funzione a due fili non forniscono alcuna informazione diretta a tal riguardo, in quanto il valore della resistenza dipende dalla tensione di esercizio dell'impianto e dalla corrente di funzionamento minima e massima del sensore.

4. Sensore con uscita di contatto relè

Un sensore con uscita di contatto relè ha un'uscita binaria che controlla un relè. La commutazione viene eseguita tramite un circuito di controllo separato, invece del circuito di potenza come circuito "controllato".

Funzionamento

I sensori con uscita di contatto relè hanno almeno quattro collegamenti. Per alimentare l'elettronica del sensore vengono utilizzati due collegamenti. I restanti collegamenti conducono i contatti relè privi di potenziale verso l'esterno. Si tratta di due collegamenti con un contatto NC/NA e tre collegamenti con un contatto di commutazione. I contatti relè sono contatti meccanici che solitamente hanno una capacità di trasporto di corrente maggiore rispetto alle uscite di commutazione elettroniche. Per questo motivo, i contatti relè sono soggetti a usura meccanica. La frequenza di commutazione è inoltre limitata a pochi processi di commutazione al secondo. Una caratteristica chiave di un contatto relè è il suo funzionamento privo di potenziale.

5. Sensore con segnale di uscita NAMUR

Un sensore con questo tipo di uscita genera segnali di uscita che corrispondono alla funzione di sicurezza aggiuntiva secondo le specifiche NAMUR, ad esempio un sensore di prossimità appositamente progettato o un encoder rotativo.

Funzionamento

I sensori NAMUR sono sensori a due fili che rappresentano lo stato di commutazione tramite valori di corrente specifici definiti nello standard EN 60947-5-6. I sensori NAMUR sono solitamente collegati ad amplificatori di commutazione isolati che interpretano i valori di corrente del sensore NAMUR e li convertono in uscite di commutazione discrete. Insieme a un amplificatore di commutazione isolato adatto, i sensori NAMUR formano un circuito a sicurezza intrinseca per l'utilizzo in aree pericolose. Oltre al controllo dell'uscita di commutazione, l'amplificatore di commutazione isolato fornisce la rilevazione di cortocircuiti e rotture dei cavi.

Due versioni:

tradizionalmente, i sensori NAMUR hanno una caratteristica di uscita costante. I sensori NAMUR con questa caratteristica di uscita sono contrassegnati con "N" nella designazione del tipo.

Area 0: area non attivata
Area rossa tra 0/I: area inammissibile dell'amplificatore di commutazione
Area I: intervallo attivato
Area ≤ 0,15 mA: rottura del cavo
Area ≥ 6,5 mA: cortocircuito

Inoltre, Pepperl+Fuchs offre sensori NAMUR con caratteristiche di commutazione binaria. I sensori NAMUR con questa caratteristica di uscita sono contrassegnati con "N0" (caratteristiche normalmente chiuse) o "N1" (caratteristiche normalmente aperte) nella denominazione del tipo.

Area 0: area non attivata
Area rossa tra 0/I: area inammissibile dell'amplificatore di commutazione
Area I: intervallo attivato
Area ≤ 0,15 mA: rottura del cavo
Area ≥ 6,5 mA: cortocircuito

6. Sensore con uscita di corrente digitale

Un sensore con uscita di corrente digitale è un sensore induttivo binario convenzionale. Il segnale di commutazione viene emesso sotto forma di due valori di corrente discreti.

Funzionamento

I sensori induttivi binari vengono solitamente utilizzati per la rilevazione della presenza. Lo stato di rilevazione dell'oggetto viene trasmesso come segnale binario (segnale di commutazione).

Corrente di uscita 5 mA: nessun oggetto rilevato
Corrente di uscita 10 mA: oggetto rilevato

I sensori induttivi con i seguenti tipi di uscita sono in grado di rilevare (misurare) e trasmettere più informazioni di segnale o di stato sui valori di corrente o tensione restituiti.

1. Sensore con uscita di corrente analogica (4 mA … 20 mA)

Questo tipo di uscita si riferisce a un sensore analogico induttivo che rileva una variabile fisica, ad es. la distanza da un oggetto metallico, e fornisce questo valore misurato convertito come valore di corrente analogico all'uscita analogica.

Funzionamento

I sensori con uscita di corrente analogica possono essere utilizzati per la misurazione della distanza tra il sensore e il target di riferimento.

2. Sensore con uscita di tensione analogica (ad esempio, 0 V … 10 V)

Questo tipo di sensore è un altro tipo di sensore analogico induttivo che rileva una variabile fisica, ad es. la distanza da un oggetto metallico, e fornisce questo valore misurato convertito come valore di tensione analogico all'uscita analogica.

Funzionamento

I sensori con uscita di tensione analogica possono essere utilizzati per la misurazione della distanza tra il sensore e il target di riferimento.

3. Sensore con AS-Interface

Sensore che può essere utilizzato per la comunicazione bus di campo industriale con AS-Interface. Lo stato di commutazione e qualsiasi altro dato vengono trasferiti tramite AS-Interface.

Funzionamento

AS‑Interface è uno standard di comunicazione bus di campo a livello di campo inferiore per la comunicazione industriale. AS-Interface funziona secondo il principio di dispositivo master/secondario e viene utilizzato per trasmettere dati ed energia su una linea a due fili. Come standard di comunicazione, è conveniente e flessibile, e viene quindi spesso utilizzato nelle fabbriche e nei sistemi di automazione. Il risultato è che i sensori per AS-Interface possono essere utilizzati in molte applicazioni industriali con strutture AS-Interface preesistenti. Il cavo piatto AS-Interface con tecnologia di perforazione consente l'integrazione in queste strutture esistenti in modo rapido e senza un eccessivo sforzo di collegamento.

4. Sensori IO-Link

Un sensore IO-link funziona con segnali di ingresso/uscita per fornire dati su una spina M8 o M12 standardizzata per la comunicazione intelligente (IO-link) di sensori e attuatori a livello di campo.

Funzionamento

IO-Link è un collegamento "punto a punto". Un sensore viene assegnato direttamente a un master IO-Link. Identificando il sensore e trasferendo grandi quantità di dati, i sensori IO-Link sono particolarmente adatti per l'utilizzo in applicazioni Internet delle cose (IoT). I sensori IO-Link possono essere utilizzati in modalità di funzionamento SIO (SIO = ingresso e uscita standard). Ciò significa che questi sensori sono adatti per applicazioni convenzionali senza comunicazione IO-Link.