Basit bir evet-hayır kontrolü yerine üç eyalet

Eski bir şişeleme hattında, her biri on iki standart çeşme şişesi bulunan içecek kutuları taşınıyor. Mevcut beş optik sensör yenileme kapsamında değiştirilecek. Asıl görevleri, şişelerde daha fazla taşıma öncesi mevcut bir kapağı kontrol etmekti. Alüminyum kapaklardan farklı renklerdeki plastik kapaklara geçiş, giderek yanlış geçişe yol açıyor. Bu nedenle yeni sensör çözümü sadece kapak renginden bağımsız çalışmamalıdır. Ayrıca şişenin durumu hakkında daha fazla bilgi sağlamalıdır.

Bir test kurulumunda, ultrasonik sensörle üç durumun birbirinden net bir şekilde ayırt edilip edilmeyeceği test edildi:

Böylece saf kapak denetimi, kompakt bir üç koşullu teste dönüştürülür. Kontrol sistemi sadece eksik kapağı tespit etmekle kalmaz, aynı zamanda dolu açık şişe ile tamamen doldurulmamış açık şişe arasında ayrım yapabilir.

Kapak ile darboğazı sadece 1,5 mm ayırır

Sensör ile şişenin üstü arasındaki mesafe yaklaşık 80 ila 100 mm’dir. Aynı zamanda, kapalı şişe ile açık şişe ağzı arasındaki yükseklik farkı sadece yaklaşık 1,5 mm’dir. Sensör, sistemde farklı kapak renkleri ve malzemeleri olsa bile, bu küçük farkı güvenilir şekilde algılamalıdır. Bu, optik bir düğme için zordur. Renk, malzeme ve yüzey kaplamasına bağlı olarak, geri dönen ışığın oranı değişir. Metalikten farklı renkli plastik kapaklara geçmek, bu nedenle anahtarlama davranışını etkileyebilir. Ayrıca, kapak eksikse yanlışlıkla kapağı olarak tanınmaması gereken açık cam şişe ağzı vardır.

Ultrason, denetimi kapak rengine göre bağımsız hale getirir

Deney için ultrasonik mesafe sensörü U1KT001 kullanıldı. Sensör, ultrasonik dalgalar yayar ve nesne tarafından yansıtılan sesi değerlendirir. Bu, algılamanın kapağın rengine bağlı olmadığı anlamına gelir.

Testte, hem alüminyum kapaklar hem de farklı renklerdeki plastik kapaklar kaydedildi. Belirleyici faktör, yansıtıcı hedefe olan mesafedir: Kapak, açık şişenin yüzeyi ve daha derin sıvı yüzey, farklı mesafe durumları yaratır. İlk video, içecek kutusundaki farklı şişe konumlarının incelenmesini gösterir. Sensör, kapağı olan şişe ile açık şişe arasındaki ayrımı yapar.

U1KT001 çalışma menzili dokunsal modda 30 ile 400 mm arasındadır. 0,5 mm çözünürlükle sensör mesafedeki ince değişiklikleri algılayabilir. Ancak, bundan stabil bir anahtarlama durumu çıkarılıp çıkarılamayacağı da parametreleştirmeye, şişenin konumuna ve sistemin toleranslarına bağlıdır.

İki anahtarlama çıkışı test mantığını doğrudan eşlerler

U1KT001 iki bağımsız ayarlanabilir anahtarlama çıkışına sahiptir. Bu, kontrol sisteminin analog ölçülü bir değeri sürekli değerlendirmek zorunda kalmadan iki mesafe aralığının tanımlanmasına olanak tanır. Kapalı şişede her iki çıkış da tepki verir. Kapak eksikse, yansıtıcı yüzey sensörden daha uzaktadır. Açık bir şişe tamamen doluysa, iki çıkıştan sadece biri değişir. Sıvı yüzey daha da düşükse, bu çıkış da aktif kalmaz. Hangi bağlantının “birinci” veya “ikinci” çıkış olarak adlandırıldığı önemli değildir. PLC için önemli olan, iki sinyalin benzersiz birleşimidir. Bu doğrudan üç test kararına çevrilebilir.

Her iki çıkış: kapak mevcut
Tek priz: açık, dolu şişe
Çıkış yok: açık ve tam dolu olmayan şişe

İkinci videoda, üç durum ardı ardına kontrol ediliyor. Kapalı bir şişe, kenarına kadar dolu açık bir şişe ve sadece kısmen dolu açık bir şişe görebilirsiniz. Sensörün anahtarlama durum göstergeleri ilgili çıkış kombinasyonunu görünür kılar.

Şişe ağzı yanlış sinyal vermemeli

Açık cam şişe durumunda, ses ışınının bir kısmı ağzın kenarına çarpabilir. Testte, bu kısa bir yanlış sinyale yol açmadı. Cam şişe ağzı mevcut bir kapak olarak yorumlanmadı. Aynı zamanda, açık şişenin kenarına kadar dolu şeffaf su yüzeyi tespit edilebilirdi. Bu kombinasyon özellikle uygulama için çok önemlidir: Sensör plastik veya alüminyum kapağı algılamalı, ancak kapak eksikse camın kenarına tepki vermemelidir. Açık şişe tamamen doluysa, sıvı yüzey ikinci test durumu için yansıtıcı hedef olarak kullanılır.

Parametrizasyon küçük yükseklik farkına göre karar verir

Sadece 1,5 mm farkla, anahtarlama noktaları uygulamaya yakın şekilde eşleştirilmelidir. U1KT001 IO-Link ile parametrelenebilir. Filtre, ses lobu, çalışma modu ve öğretme modu da da ayarlanabilir.

Testte, ses ışını şişe ağzına eşleştirildi ve anahtarlama histerezisi uygulama için gereken kadar azaltıldı. Bu şekilde, yükseklikte çok küçük farklar bile tespit edilebiliyordu. Ancak, ayarlar her dolum hattına değişmeden aktarılmamalıdır. Şişe yüksekliklerinin değişmesi, sandık içindeki konum, iletim hareketleri ve sensöre olan mesafe, mevcut işlem penceresini etkiler.

Bu nedenle, sipariş verme için, kullanılan şişeler, kapaklar ve dolgu seviyeleriyle ilgili tüm koşullarda öğretilmesi ve ardından birkaç sandıkta kontrol edilmesi tavsiye edilir.

Kompakt montaj çözümü

Sensörün minyatür tasarımı, mevcut sistemde değiştirilmesini kolaylaştırıyor. U1KT001 32 × 16 × 12 mm ölçülerinde ve M8 konnektörüyle bağlanıyor. IP68 korumasıyla gövde, zorlu çevresel koşullar için de uygundur. Kompakt tasarım ve iki anahtarlama çıkışının birleşimi, yenileme için özellikle önemlidir. Her durum için ayrı bir sensör kurulmasına gerek kalmadan genişletilmiş test mantığı mümkün kılar. Aynı zamanda, algılama, sistemde farklı renklerde alüminyum kapaklar mı yoksa plastik kapaklar mı geçmesinden bağımsız kalır.

---

Kapak kontrolü bir durum kontrolü haline gelir

Ultrason kullanımı bu uygulamada aynı anda iki sorunu çözer: farklı kapak renkleri tespiti etkilemez ve iki ayrı anahtarlama noktası daha farklılaşmış kontrol sağlar. Bu sayede sistem bir şişenin kapalı, açık ve dolu olup olmadığını veya tamamen dolu olup olmadığını mı belirleyebiliyor.

Test, yaklaşık 1,5 mm yükseklik farkının bile test için kullanılabileceğini gösteriyor. Bunun için ön koşullar uygun bir montaj pozisyonu, şişe ağzına uygun bir ses ışını ve gerçek şişeler ile kapaklarla dikkatli parametre yapmaktır.