ปรับปรุงประสิทธิภาพเซ็นเซอร์ความดันใหม่ พร้อมจอ IFM PN3071 สําหรับอุตสาหกรรมอัตโนมัติ

เซ็นเซอร์วัดแรงดันอิเล็กทรอนิกส์ IFM PN3071 พร้อมจอแสดงผล (0–250 บาร์)

IFM PN3071 เป็นเซ็นเซอร์วัดแรงดันอิเล็กทรอนิกส์พร้อมจอแสดงผลดิจิทัลในตัว ออกแบบมาเพื่อการตรวจสอบและควบคุมแรงดันสัมพัทธ์ในระบบอุตสาหกรรมอย่างแม่นยำ ผสมผสานเซลล์วัดแบบฟิล์มบางโลหะที่แข็งแกร่ง หัวเรือนที่หมุนได้ และแนวคิดเอาต์พุตคู่พร้อมฟังก์ชันอะนาล็อก การสลับ และ IO-Link เหมาะสำหรับทั้งผู้สร้างเครื่องจักร OEM และผู้ปฏิบัติงานโรงงานที่ต้องการการวัดแรงดันที่เชื่อถือได้สูงถึง 250 บาร์ในของเหลวและก๊าซ 

ข้อมูลทางเทคนิคที่สำคัญ – IFM PN3071

การออกแบบและหลักการวัด

PN3071 สร้างขึ้นจากเซลล์วัดแบบฟิล์มบางโลหะที่แปลงแรงดันที่ใช้เป็นสัญญาณไฟฟ้า องค์ประกอบเซ็นเซอร์ประเภทนี้มีความทนทานต่อการโอเวอร์โหลดสูง ความสามารถในการทำซ้ำได้ดีเยี่ยม และการดริฟต์ต่ำเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้เหมาะสำหรับการบริการอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง 

เซ็นเซอร์วัด แรงดันสัมพัทธ์ ซึ่งหมายถึงการอ้างอิงภายในคือแรงดันบรรยากาศโดยรอบ นี่คือแนวทางมาตรฐานสำหรับระบบไฮดรอลิก นิวเมติก และกระบวนการ ซึ่งโดยปกติแล้วจะให้ค่าจุดตั้งต้นเป็นบาร์(g) ด้วยช่วงการวัดตั้งแต่ 0 ถึง 250 บาร์ PN3071 ครอบคลุมทั้งวงจรแรงดันปานกลางและสูงกว่า เช่น ท่อน้ำมันไฮดรอลิก ช่องจ่ายปั๊มแรงดันสูง และระบบน้ำหรือน้ำมันที่แข็งแกร่ง 

ความเข้ากันได้ของสื่อครอบคลุมของเหลวและก๊าซที่พบได้ทั่วไปในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม โดยมีเงื่อนไขว่าเข้ากันได้กับวัสดุที่เปียก (สแตนเลสและวัสดุปิดผนึกที่ระบุไว้ในเอกสารข้อมูล) การใช้งาน ได้แก่ น้ำสะอาด สื่อทำความเย็น น้ำมันไฮดรอลิก สารหล่อลื่น ก๊าซเฉื่อย และอากาศอัดภายในขีดจำกัดของอุปกรณ์ 

แนวคิดเอาต์พุตแบบสามฟังก์ชัน

คุณสมบัติเด่นของ PN3071 คือแนวคิดสัญญาณสามเท่า:

1. เอาต์พุตการสลับแบบดิจิทัล (OUT1)
   เอาต์พุตแรกทำหน้าที่เป็นสวิตช์แรงดันไฟฟ้าแบบตั้งโปรแกรมได้เต็มรูปแบบ สามารถกำหนดค่าเป็นแบบเปิดตามปกติหรือแบบปิดตามปกติพร้อมจุดตั้งค่าและจุดรีเซ็ตที่ปรับได้ ทำให้สามารถควบคุมเปิด/ปิดแบบคลาสสิกสำหรับปั๊ม คอมเพรสเซอร์ วาล์ว หรือสัญญาณเตือน ด้วยความถี่ในการสลับสูงสุด 170 Hz และพิกัดกระแสไฟสูงสุด 150–250 mA (ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ) เอาต์พุตจึงเหมาะสำหรับงานควบคุมที่รวดเร็วและอินเทอร์เฟซ PLC โดยตรง 

2. เอาต์พุตอะนาล็อก (OUT2)
   เอาต์พุตที่สองให้สัญญาณแรงดันอย่างต่อเนื่อง เลือกได้เป็นกระแสไฟ 4–20 mA หรือแรงดันไฟฟ้า 0–10 V สิ่งนี้ทำให้ PN3071 ทำงานเหมือนเครื่องส่งสัญญาณแรงดัน โดยป้อนสัญญาณตามสัดส่วนลงในอินพุต PLC แบบอะนาล็อก ตัวบันทึกข้อมูล หรือระบบตรวจสอบ โหมดคู่ช่วยลดความซับซ้อนในการจัดการสต็อก เนื่องจากหมายเลขชิ้นส่วนเดียวสามารถใช้ได้ทั้งการติดตั้งแบบลูปกระแสไฟและแบบใช้แรงดันไฟฟ้า 

3. การสื่อสาร IO-Link
   เอาต์พุตสามารถกำหนดค่าเพื่อให้เครื่องส่งมอบข้อมูลกระบวนการ IO-Link นอกเหนือจากหรือแทนสัญญาณทั่วไป ด้วย IO-Link ค่าแรงดันแบบเรียลไทม์ บิตสถานะ และข้อมูลการวินิจฉัยจะถูกส่งแบบดิจิทัล และสามารถแก้ไขพารามิเตอร์ได้จากระบบควบคุมแทนที่จะเป็นที่ส่วนหัวของเซ็นเซอร์ สิ่งนี้ทำให้การรวมเข้ากับสถาปัตยกรรมระบบอัตโนมัติสมัยใหม่เป็นเรื่องง่ายและรองรับการวินิจฉัยขั้นสูงและการเปลี่ยนแปลงสูตร 

สถาปัตยกรรมนี้ช่วยให้เซ็นเซอร์เดียวกันสามารถทำงานต่างๆ ได้ เช่น งานเปิด/ปิดอย่างง่าย การควบคุมกระบวนการแบบอะนาล็อก และการรวมเซ็นเซอร์อัจฉริยะโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์

จอแสดงผล, ส่วนต่อประสานผู้ใช้ และการออกแบบทางกล

ที่ด้านหน้าของตัวเครื่อง จอแสดงผลตัวอักษรและตัวเลขสี่หลักจะแสดงค่าแรงดันปัจจุบันเป็นบาร์ psi หรือ MPa จอแสดงผลสามารถเปลี่ยนสีจากสีแดงเป็นสีเขียว หรือใช้สีสลับกัน ทำให้สามารถรับรู้สถานะที่ยอมรับได้และวิกฤตได้อย่างรวดเร็วโดยตรงที่เครื่องจักร ไฟ LED เพิ่มเติมระบุหน่วยที่เลือกและสถานะการสลับของเอาต์พุต 

ปุ่มกดสามปุ่มใต้จอแสดงผลสร้างส่วนต่อประสานผู้ใช้ในพื้นที่ ใช้เพื่อตั้งค่าหน่วยการวัด จุดสลับ ฮิสเทอรีซิส หรือโหมดหน้าต่าง ตรรกะเอาต์พุต (NO/NC) การหน่วงเวลา และการหน่วง สิ่งนี้ช่วยให้สามารถกำหนดค่าได้อย่างเต็มที่แม้ไม่มีเครื่องมือ IO-Link ซึ่งสะดวกอย่างยิ่งสำหรับช่างเทคนิคบริการที่ทำการปรับเปลี่ยนอย่างรวดเร็วในภาคสนาม 

ในเชิงกล PN3071 ใช้ เกลียวกระบวนการภายใน G 1/4 ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในท่อร่วมไฮดรอลิกและนิวเมติก ส่วนตัวเรือนด้านบนสามารถหมุนได้ประมาณ 345° ดังนั้นจอแสดงผลและขั้วต่อ M12 สามารถวางแนวได้หลังจากขันการเชื่อมต่อกระบวนการให้แน่นแล้ว สิ่งนี้มีประโยชน์เมื่อต้องติดตั้งเซ็นเซอร์ในพื้นที่จำกัดหรือบนท่อแนวตั้ง ซึ่งการมองเห็นโดยตรงอาจไม่ดี 

หน้าสัมผัสเคลือบทองในขั้วต่อ M12 ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของสัญญาณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนหรือความชื้น เมื่อรวมกับการป้องกันการบุกรุก IP65/IP67 เซ็นเซอร์ได้รับการออกแบบมาให้ทนต่อบรรยากาศทางอุตสาหกรรมและสภาวะการล้างทำความสะอาดภายในช่วงอุณหภูมิ -25 ถึง +80 °C 

ประสิทธิภาพการวัดและความน่าเชื่อถือ

จากมุมมองทางมาตรวิทยา PN3071 ให้ความแม่นยำของจุดสลับโดยทั่วไป ±0.5 % ของช่วง และความสามารถในการทำซ้ำได้ดีกว่า ±0.1 % ทำให้มั่นใจได้ว่าจุดตั้งค่าจะยังคงเสถียรและคาดการณ์ได้เมื่อเวลาผ่านไป ความเบี่ยงเบนลักษณะเฉพาะและฮิสเทอรีซิสถูกระบุไว้อย่างแน่นหนา ซึ่งช่วยรักษาพฤติกรรมการควบคุมที่สอดคล้องกันในระบบแบบวงปิดหรือระบบตามเกณฑ์ 

เซ็นเซอร์มีพิกัด พิกัดแรงดัน 500 บาร์ และ แรงดันระเบิด 1200 บาร์ ทำให้มีขอบความปลอดภัยขนาดใหญ่ระหว่างช่วงการทำงาน (0–250 บาร์) และขีดจำกัดทางกล สิ่งนี้มีความสำคัญในการใช้งานที่เกิดแรงดันไฟกระชากชั่วคราว เช่น การปิดวาล์ว การสตาร์ทปั๊ม หรือเหตุการณ์ค้อนน้ำ ความต้านทานสุญญากาศลงไปประมาณ -1 บาร์ช่วยให้สามารถใช้งานในวงจรที่อาจเกิดสภาวะแรงดันลบได้ในระหว่างการปิดเครื่องหรือการระบายน้ำ 

ความทนทานทางไฟฟ้าประกอบด้วยการป้องกันขั้วย้อนกลับ ฟังก์ชันการเฝ้าระวังในตัว และการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรบนเอาต์พุต การใช้กระแสไฟที่ระบุไว้น้อยกว่า 35 mA โดยไม่มีโหลดช่วยลดความต้องการในการจ่ายไฟ 24 V DC แม้ว่าเซ็นเซอร์หลายตัวจะใช้รางไฟเดียวกัน 

การรวมเข้ากับระบบอัตโนมัติ

PN3071 ได้รับการออกแบบมาให้เข้ากับสถาปัตยกรรมควบคุมที่หลากหลายได้อย่างราบรื่น:

• ในระบบพื้นฐาน เอาต์พุตการสลับแบบดิจิทัลสามารถต่อสายโดยตรงกับอินพุตดิจิทัล PLC หรือรีเลย์

• ในลูปควบคุมแบบอะนาล็อก เอาต์พุต 4–20 mA หรือ 0–10 V ให้สัญญาณตามสัดส่วนสำหรับการควบคุมแรงดัน การสร้างแนวโน้ม และการบันทึกข้อมูล

• ในการติดตั้งขั้นสูง IO-Link ช่วยให้สามารถจัดการพารามิเตอร์จาก PLC การเปลี่ยนเซ็นเซอร์อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องตั้งโปรแกรมด้วยตนเอง และการวินิจฉัยโดยละเอียดสำหรับการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ 

ความสามารถในการรวมแนวทางเหล่านี้ไว้ในอุปกรณ์เดียวหมายความว่าผู้สร้างเครื่องจักรสามารถใช้เซ็นเซอร์ประเภทเดียวในขณะที่ยังคงรองรับระดับการควบคุมที่แตกต่างกันในเครื่องจักรของตน

การใช้งานทั่วไป

ด้วยช่วง 0–250 บาร์ โครงสร้างที่แข็งแกร่ง และความสามารถรอบด้าน IFM PN3071 จึงสามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวางใน:

• ชุดไฟไฮดรอลิกและวงจรแอคทูเอเตอร์

• การตรวจสอบการปล่อยปั๊มแรงดันสูงในระบบน้ำและน้ำมันอุตสาหกรรม

• การควบคุมแรงดันในสายการกรองกระบวนการ

• วงจรหล่อลื่นและทำความเย็นในเครื่องมือกลและเครื่องขึ้นรูป

• ระบบอัดอากาศหรือก๊าซเฉื่อยที่ทำงานในบริเวณแรงดันปานกลางถึงสูง

ในการใช้งานแต่ละครั้ง เซ็นเซอร์ไม่เพียงแต่ให้สัญญาณแรงดันเท่านั้น แต่ยังมีการแสดงภาพในพื้นที่และการสลับในตัว ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้เกจและสวิตช์เพิ่มเติม

แนวทางการติดตั้งและการว่าจ้าง

สำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้ ควรติดตั้ง PN3071 โดยใช้วิธีการปิดผนึกที่เหมาะสม (เช่น วงแหวนปิดผนึกหรือสารผนึกเกลียวที่เหมาะสม) และขันให้แน่นตามแรงบิดที่ IFM แนะนำสำหรับการเชื่อมต่อ G 1/4 หลังจากติดตั้งแล้ว ส่วนหัวที่หมุนได้สามารถจัดตำแหน่งเพื่อให้ทั้งจอแสดงผลและทางเข้าสายเคเบิลหันไปในทิศทางที่เข้าถึงได้ 

การว่าจ้างโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับ:

1. การใช้ไฟ 18–30 V DC ผ่านขั้วต่อ M12

2. การตั้งค่าหน่วยการวัดและโหมดการแสดงผล

3. การปรับจุดตั้งค่าและจุดรีเซ็ตสำหรับเอาต์พุตดิจิทัล รวมถึงโหมดฮิสเทอรีซิสหรือหน้าต่าง

4. การเลือกโหมดเอาต์พุตอะนาล็อก (4–20 mA หรือ 0–10 V) และการปรับขนาดหากจำเป็น

5. หากใช้ IO-Link ให้เพิ่มอุปกรณ์ลงในการกำหนดค่า IO-Link master และนำเข้าชุดพารามิเตอร์

เมื่อกำหนดค่าแล้ว PN3071 จะให้การตอบสนองแรงดันอย่างต่อเนื่อง ตัวบ่งชี้ในพื้นที่ และการควบคุมการสลับในอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดเครื่องเดียว ช่วยลดความซับซ้อนของเค้าโครงแผงควบคุมและลดจำนวนส่วนประกอบในเครื่องจักรอุตสาหกรรมสมัยใหม่