Aktuální vydání

celé číslo

04

2020

Balicí a plnicí linky, výrobní logistika

Příslušentví robotů

celé číslo

Senzory Siemens zdrojem klíčových dat z výroby

Průmyslové výrobní závody v současné době volají po větší pružnosti při výrobě v kombinaci se zvyšováním produktivity a optimálním využíváním strojů. Současně s kvalitou a výkonností musí být zajištěna také bezpečnost. Aby byl tento požadavek splněn, je třeba, aby každý automatizační systém dostával detailní informace z výroby. Potřebné klíčové informace musí komponentám řídícím technologické zařízení spolehlivě poskytovat senzory.
 
Senzory nabývají stále více na významu z hlediska jak rostoucí komplexnosti procesů, tak i požadavků na zkracování doby výroby. Již v současnosti představují jeden z rozhodujících prvků strojů a celých výrobních podniků.
 
Jedním z renomovaných výrobců senzorů a senzorových systémů určených k použití v průmyslové výrobě je společnost Siemens. Senzory, které společnost Siemens měla ve svém sortimentu, byly v minulosti vnímány jako podpůrné produkty k vlastním řídicím jednotkám a systémům. V současné době se z nich však stávají velmi inteligentní produkty. Společnost Siemens proto sdružila všechny dodávané senzory do jedné skupiny výrobků s názvem průmyslové senzory Simatic. Pro úspěch automatizačního systému je rozhodující správný výběr výrobků a jejich optimální využití v celku. Ve skupině průmyslových senzorů Simatic společnost Siemens nyní mj. nabízí úplný sortiment inovovaných senzorů, vesměs založených na modelech již osvědčených v praxi. Jde nejen o senzory přiblížení a senzory pro úlohy spjaté s bezpečností, ale také o senzory schopné zobrazovat výrobní procesy.
 

Senzory přiblížení

Přístroje patřící do skupiny senzorů přiblížení jsou navrženy jako bezkontaktní a využívají se k detekci předmětů. Při detekci se senzory neopotřebovávají. Jsou vyráběny v provedení válcovém nebo kvádrovém s krytím až do IP69. Jsou tedy určeny k širokému použití v mnoha oborech. Podle použitého měřicího principu se dělí do čtyř skupin na:
  • ultrazvukové senzory,
  • optoelektronické senzory,
  • indukční senzory,
  • kapacitní senzory.
Ultrazvukové senzory přiblížení detekují předměty prostřednictvím odrazu ultrazvukových pulzů bez ohledu na barvu předmětu a materiál, z něhož je zhotoven (včetně průhledných materiálů). Přístroje jsou schopny měřit vzdálenost až s milimetrovou přesností (obr. 1). Indukční senzory detekují kovové předměty (obr. 2). Mohou pracovat i v tak náročných prostředích, jaká představují např. olejové emulze, agresivní kapaliny, vysoké tlaky apod.
 
Optoelektronické senzory detekují všechny předměty bez ohledu na jejich druh. Uveďme např. speciální optoelektronický snímač pro detekci průhledných předmětů či optické snímače pro snímání barev nebo kontrastů (obr. 3).
 
Kapacitní senzory reagují na přítomnost vodivých i nevodivých materiálů v různých formách (např. prášek, kapalina, plast). Prvotním měřicím signálem je u nich změna kapacity vyvolaná přiblížením předmětu (obr. 4).
 

Optické bezpečnostní senzory

Optické bezpečnostní senzory zajišťují celkovou bezpečnost a ochranu člověka až do bezpečnostní kategorie 4 ve shodě s normou EN 954-1. V této skupině společnost Siemens nabízí:
  • laserové skenery,
  • světelné mříže,
  • světelné závory.
Jde o všestranně použitelné bezpečnostní senzory zabraňující pracovníkům v přístupu do nebezpečných zón (obr. 5). Jsou součástí bezpečnostního konceptu Safety Integrated, který vyvinula společnost Siemens.
 

Systémy strojového vidění

Optická kontrola kvality výrobků získává stále více na významu v souvislosti s požadavky na růst produktivity výroby současně se zajištěním požadované kvality a snižováním nákladů. Splnit tyto požadavky umožňují mj. také systémy strojového vidění. To, co v minulosti sledovala a kontrolovala pouze lidská obsluha, je nyní stále častěji pod dohledem automatizačních testovacích prostředků, které jsou schopny pracovat v extrémně krátkých cyklech, a významně tak snižují množství zmetků. Systémy strojového vidění umí nejen detekovat rozměry či tvary jednotlivých prvků, ale jejich prostřednictvím lze kontrolovat správné sestavení či úplnost vyrobených celků.
 

Systémy pro čtení kódů

Systémy pro čtení kódů jsou určeny ke čtení a verifikaci čárových nebo maticových kódů (1D/2D). V nabídce je jak ruční, tak i stacionární provedení.
 
Kamerové senzory řady Simatic VS100 jsou ideální k detekci tvarů, typů a polohy malých částí a ke čtení různých 1D/2D kódů podle ECC200. Přístroje této řady nabízejí uživateli komplexní řešení jeho problému, mj. proto, že jejich dodávaná sestava obsahuje osvětlovací prvek, vyhodnocovací jednotku, senzor i kabely. Lze ji tak snadno instalovat i uvést do chodu. Kamerové systémy používají standardizované komunikační protokoly Profibus, Profinet i Ethernet. Lze je tedy snadno integrovat do automatizačních systémů.
 
Inteligentní kamery jsou vhodné pro každé odvětví průmyslu, kde je třeba ověřovat provedené operace, vyhodnotit rychlost a detekovat monochromaticky i v barevné škále. Inteligentní kamery řady VS700 jsou natolik univerzálně použitelné, že s nimi lze splnit i tak speciální požadavky, jako je např. postupné ověření několika úloh, které musí být vykonány v jednom ověřovacím cyklu. Všechny podstatné funkce (záznam obrazu a jeho zpracování, vyhodnocení testu a přenos informace) jsou u kamer řady VS700 integrovány do jednoho pouzdra (obr. 6).
 
Miloslav Kroupa,
Siemens, s. r. o.
 
Obr. 1. Ultrazvukové snímače přiblížení Simatic
Obr. 2. Indukční snímače přiblížení ze skupiny Simatic
Obr. 3. Optoelektronické snímače přiblížení ze skupiny Simatic
Obr. 4. Kapacitní snímače přiblížení ze skupiny Simatic
Obr. 5. Světelná závora řady Simatic
Obr. 6. Inteligentní kamera řady VS720