Cảm biến áp suất mới ban đầu với màn hình IFM PN7093 Điều khiển tốt nhất cho điều khiển công nghiệp

IFM PN7093 là một bộ theo dõi áp suất điện tử với màn hình kỹ thuật số tích hợp, được thiết kế để đo áp suất tương đối chính xác và lặp lại trong các hệ thống công nghiệp. Hoạt động trong phạm vi 0–25 bar (0–363 psi, 0–2,5 MPa), nó nhắm đến các ứng dụng cần kiểm soát, chuyển đổi và hiển thị áp suất chất lỏng hoặc khí trực tiếp trên máy.

Được xây dựng xung quanh một tế bào đo gốm-điện dung và kết nối quy trình bằng thép không gỉ, PN7093 cung cấp hai đầu ra chuyển mạch có thể lập trình hoàn toàn cộng với giao tiếp IO-Link trong một vỏ máy nhỏ gọn với đầu xoay và màn hình 4 chữ số màu đỏ/xanh lục. Sự kết hợp này làm cho nó phù hợp cả như một công tắc áp suất độc lập có màn hình và như một cảm biến thông minh được tích hợp vào các mạng tự động hóa hiện đại.

Dữ liệu kỹ thuật chính của IFM PN7093

Chức năng và khái niệm đo lường

Cốt lõi của PN7093 là một tế bào đo gốm-điện dung. Công nghệ này sử dụng màng gốm và cấu trúc tụ điện để chuyển đổi các thay đổi áp suất thành tín hiệu điện. Vật liệu gốm có khả năng chống lại nhiều chất lỏng công nghiệp, cung cấp khả năng quá tải tuyệt vời và cho thấy sự trôi dạt dài hạn rất nhỏ.

Thiết bị đo áp suất tương đối, có nghĩa là giá trị đo được tham chiếu theo áp suất khí quyển xung quanh thay vì chân không tuyệt đối. Đây chính xác là những gì hầu hết các hệ thống thủy lực và khí nén yêu cầu, vì các điểm đặt và giới hạn an toàn thường được chỉ định bằng bar(g) thay vì bar(a).

Mạch đánh giá điện tử chuyển đổi tín hiệu cảm biến thành một giá trị kỹ thuật số được sử dụng nội bộ để chuyển đổi và cho dữ liệu quy trình IO-Link. Cảm biến cung cấp thời gian phản hồi nhanh, với thời gian phản hồi chuyển mạch tối thiểu trong phạm vi mili giây và tần số chuyển mạch lên đến 170 Hz, cho phép giám sát đáng tin cậy ngay cả trong các hệ thống động với sự dao động áp suất nhanh chóng. 

Màn hình, giao diện người dùng và thiết kế cơ học

Ở mặt trước của thiết bị, PN7093 cung cấp một màn hình chữ và số 4 chữ số có thể hiển thị áp suất hiện tại bằng bar, psi hoặc MPa. Màn hình có thể chuyển đổi giữa màu đỏ và xanh lục, cho phép bạn triển khai tín hiệu trạng thái trực quan đơn giản – ví dụ, màu xanh lục trong phạm vi hoạt động bình thường và màu đỏ khi quy trình đạt đến mức cảnh báo hoặc báo động. Đèn LED bổ sung hiển thị đơn vị đã chọn và trạng thái chuyển mạch của mỗi đầu ra. 

Đầu cảm biến bao gồm ba nút lập trình, vì vậy các điểm đặt, điểm đặt lại, logic chuyển mạch và độ trễ đều có thể được cấu hình trực tiếp mà không cần thêm công cụ. Phần vỏ trên có thể xoay khoảng 345°, cho phép bạn định hướng màn hình và đầu nối sau khi cảm biến đã được siết chặt vào kết nối quy trình. Trong các tủ chật hẹp, bộ góp hoặc hệ thống đường ống, đầu xoay này giúp việc lắp đặt linh hoạt hơn nhiều so với thiết bị đầu cố định.

Kết nối quy trình là một ren trong G 1/4, một tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi phù hợp với nhiều van, bộ góp, bộ điều hợp và cổng máy. Vật liệu tiếp xúc là thép không gỉ 1.4404, gốm và FKM, mang lại sự cân bằng tốt về khả năng chống ăn mòn và hiệu suất bịt kín trong các chất lỏng công nghiệp điển hình như nước, dầu, chất làm mát và chất bôi trơn. 

Đầu ra chuyển mạch và tích hợp IO-Link

PN7093 không chỉ là một thiết bị hiển thị; nó chủ yếu là một công tắc áp suất điện tử hai kênh. Cả hai đầu ra đều có thể được cấu hình là thường mở hoặc thường đóng, PNP hoặc NPN, với các điểm đặt và đặt lại có thể điều chỉnh. Điều này cho phép một loạt các chiến lược kiểm soát:

• Một đầu ra được sử dụng để điều khiển bơm hoặc máy nén, đầu ra thứ hai làm báo động.

• Chức năng cửa sổ: cả hai đầu ra đều xác định một dải áp suất được phép.

• Hành vi chuyển mạch riêng biệt cho chế độ nạp và xả.

Các chức năng bảo vệ đầu ra như bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá tải và độ trễ có thể lập trình được tích hợp, giúp bảo vệ cả cảm biến và các thẻ đầu vào PLC được kết nối. 

Ngoài ra, PN7093 hoạt động như một thiết bị IO-Link (COM2, 38,4 kBaud, phiên bản IO-Link 1.1). Qua IO-Link, bạn có thể:

• Đọc giá trị áp suất thực tế ở dạng kỹ thuật số với độ phân giải đầy đủ.

• Truy cập thông tin chẩn đoán và nhận dạng thiết bị.

• Tham số hóa các điểm đặt, trễ, chế độ cửa sổ, độ trễ và giảm chấn ở trung tâm.

Điều này giúp dễ dàng sao chép các cài đặt trên nhiều cảm biến, theo dõi dữ liệu tình trạng và tích hợp thiết bị vào các chiến lược giám sát tình trạng hoặc bảo trì dự đoán. 

Độ chính xác, độ ổn định và độ bền môi trường

Từ quan điểm đo lường, PN7093 được chỉ định với:

• Độ chính xác điểm chuyển mạch tốt hơn ±0,5 % phạm vi đo.

• Độ trễ và độ lệch đặc tính thường dưới ±0,25 %.

• Độ lặp lại tốt hơn ±0,1 % phạm vi.

• Độ ổn định dài hạn dưới ±0,05 % phạm vi trong sáu tháng. 

Hệ số nhiệt độ được kiểm soát chặt chẽ, với độ trôi zero và phạm vi nhỏ trong phạm vi hoạt động từ -25 °C đến +80 °C. Đối với người dùng, điều này chuyển thành các ngưỡng chuyển mạch ổn định và hành vi dài hạn đáng tin cậy, ngay cả khi môi trường máy cách xa điều kiện phòng thí nghiệm.

Thiết bị có khả năng bảo vệ xâm nhập IP65/IP67 và đã được thử nghiệm về va đập (lên đến 50 g) và rung (lên đến 20 g trong phạm vi 10–2000 Hz), điều này rất quan trọng để gắn trên máy móc di chuyển hoặc trong các khu vực có va đập cơ học thường xuyên. MTTF được tính toán là hơn 200 năm và cảm biến được đánh giá cho ít nhất 100 triệu chu kỳ chuyển mạch, nhấn mạnh sự phù hợp của nó với nhiệm vụ công nghiệp liên tục. 

Các khu vực ứng dụng cho PN7093

Với phạm vi 0–25 bar và khả năng tương thích với chất lỏng và nhiều loại khí, IFM PN7093 phù hợp với nhiều tác vụ áp suất từ thấp đến trung bình:

• Giám sát áp suất xả của bơm trong các mạch nước làm mát, rửa hoặc quy trình.

• Kiểm soát áp suất trong các hệ thống bôi trơn và cung cấp dầu trong máy công cụ và hộp số.

• Phát hiện tắc nghẽn bộ lọc bằng cách theo dõi áp suất trước và sau các phần tử bộ lọc.

• Kiểm soát các bộ nguồn thủy lực nhỏ hoạt động trong phạm vi áp suất của cảm biến.

• Giám sát áp suất trong các hệ thống khí nén hoặc khí trơ nơi 25 bar là đủ.

Bảng dữ liệu chỉ định chất lỏng nhóm 2 là môi chất tiêu chuẩn theo Chỉ thị về Thiết bị áp suất, với chất lỏng nhóm 1 có sẵn theo yêu cầu. Đối với các ứng dụng khí trên 25 bar, nhà sản xuất chỉ ra dòng PN7x7x thay thế, vì vậy các ứng dụng gần giới hạn trên nên được đánh giá cẩn thận để duy trì trong phạm vi khuyến nghị. 

Lắp đặt, vận hành và cài đặt thông số

Trong quá trình lắp đặt, ren quy trình G 1/4 nên được siết chặt bằng phạm vi mô-men xoắn được khuyến nghị (thường là 25–35 Nm theo nhà sản xuất) để đảm bảo niêm phong thích hợp mà không làm căng quá mức kết nối. Vòng đệm hoặc vòng đệm ren tương thích nên được chọn dựa trên môi chất và các yêu cầu cơ học. 

Kết nối điện thông qua đầu nối 4 chân M12 tiêu chuẩn với các chân tiếp xúc mạ vàng, giúp cải thiện độ tin cậy tiếp xúc trong môi trường có rung, ngưng tụ hoặc chu kỳ kết nối lặp đi lặp lại. Phân bổ chân tuân theo các quy ước IFM điển hình và màu lõi được ghi lại trong bảng dữ liệu để đi dây nhanh chóng. 

Cài đặt thông số có thể được thực hiện:

• Tại địa phương với ba nút phía trước và màn hình, lý tưởng để điều chỉnh một lần trên máy.

• Từ xa thông qua IO-Link, bằng cách sử dụng phần mềm kỹ thuật PLC hoặc công cụ cấu hình IO-Link.

Sử dụng IO-Link đặc biệt thuận tiện cho các OEM: các bộ thông số mặc định có thể được lưu trữ ở cấp bộ điều khiển và được tải xuống từng cảm biến tự động trong quá trình vận hành hoặc sau khi thay thế, giảm công việc thủ công và nguy cơ lỗi cấu hình. 

Lợi ích của việc chọn IFM PN7093

PN7093 không phải là thiết bị áp suất cao nhất trong dòng PN, nhưng nó đạt đến một điểm ngọt ngào hữu ích cho các phạm vi áp suất từ thấp đến trung bình, nơi nhiều mạch làm mát, bôi trơn và quy trình chung hoạt động. Sự kết hợp của:

• Phạm vi đo 0–25 bar

• Tế bào đo gốm chắc chắn và các bộ phận tiếp xúc bằng thép không gỉ

• Màn hình thay đổi màu sắc rõ ràng và chỉ báo trạng thái LED

• Hai đầu ra chuyển mạch linh hoạt cộng với IO-Link

• Độ chính xác cao và độ ổn định dài hạn tuyệt vời

• Bảo vệ IP65/IP67, khả năng chống rung và va đập cao

làm cho nó trở thành một ứng cử viên sáng giá bất cứ khi nào bạn cần cả chỉ báo cục bộ và chuyển mạch áp suất điện tử đáng tin cậy trong một vỏ máy nhỏ gọn duy nhất. Đối với các nhà sản xuất máy và nhà khai thác nhà máy tiêu chuẩn hóa trên dòng IFM PN, PN7093 cung cấp một giải pháp tập trung cho các mạch nơi 25 bar là phạm vi phù hợp và cảm biến áp suất thông minh, được trang bị màn hình giúp đơn giản hóa cả việc kiểm soát và chẩn đoán.