Αισθητήρες ψηφιακού ενισχυτή οπτικών ινών FS-N11N

Keyence FS-N11N | Ψηφιακός Ενισχυτής Αισθητήρα Οπτικών Ινών — Έξοδος NPN, 6 Λειτουργίες Απόκρισης, APC, 12–24VDC, Κύρια Μονάδα

Επισκόπηση

Το Keyence FS-N11N είναι η κύρια μονάδα τύπου καλωδίου με έξοδο NPN της σειράς ψηφιακών ενισχυτών αισθητήρων οπτικών ινών FS-N της Keyence. Επεξεργάζεται σήματα φωτός που λαμβάνονται μέσω μιας ξεχωριστά τοποθετημένης κεφαλής αισθητήρα οπτικών ινών, εφαρμόζει την ψηφιακή επεξεργασία σήματος της σειράς FS-N στην λαμβανόμενη κυματομορφή και εξάγει ένα διακριτό σήμα μεταγωγής NPN στον ελεγκτή της μηχανής.

Οι έξι επιλέξιμες λειτουργίες χρόνου απόκρισης — από 50µs HIGH SPEED έως 16ms MEGA — επιτρέπουν στην ίδια φυσική μονάδα να εξυπηρετεί εφαρμογές που κυμαίνονται από τους ταχύτερους κύκλους διαλογής και καταμέτρησης έως τη σταθερή, φιλτραρισμένη από θόρυβο ανίχνευση αργά κινούμενων αντικειμένων σε ηλεκτρικά θορυβώδη περιβάλλοντα.

Η σειρά FS-N διαχωρίζει πλήρως την κεφαλή ανίχνευσης από τον ενισχυτή επεξεργασίας σήματος.

Η κεφαλή οπτικών ινών τοποθετείται απευθείας στο σημείο ανίχνευσης — σε στενούς χώρους μηχανών, κοντά σε θερμές επιφάνειες, σε θέσεις με υψηλούς κραδασμούς, ή οπουδήποτε ένα συμβατικό σώμα φωτοηλεκτρικού αισθητήρα δεν θα επιβίωνε ή δεν θα χωρούσε.

Ο ενισχυτής FS-N11N τοποθετείται μακριά από το εχθρικό περιβάλλον σε μια καθαρή, προσβάσιμη θέση σε πίνακα DIN rail.

Το καλώδιο οπτικών ινών από γυαλί ή πλαστικό που συνδέει την κεφαλή με τον ενισχυτή μεταφέρει μόνο φως — κανένα ηλεκτρικό σήμα δεν ταξιδεύει στο σημείο ανίχνευσης, γεγονός που εξαλείφει την παραλαβή EMI στην περιοχή ανίχνευσης και επιτρέπει τη χρήση σε περιβάλλοντα όπου οι ηλεκτρικοί αισθητήρες θα παρήγαγαν ψευδείς εξόδους.

Η πηγή φωτός LED κόκκινου χρώματος 4 στοιχείων παρέχει ευρεία, σταθερή φωτεινότητα σε όλο τον κώνο αποδοχής του καλωδίου οπτικών ινών, συμβάλλοντας στο σταθερό όριο ανίχνευσης για το οποίο έχουν προδιαγραφές οι ψηφιακοί ενισχυτές οπτικών ινών.

APC (Αυτόματος Έλεγχος Ισχύος), ενεργοποιήσιμος ή απενεργοποιήσιμος από την εργοστασιακή προεπιλογή απενεργοποίησης, διατηρεί σταθερή την εκπεμπόμενη ένταση φωτός ανεξάρτητα από τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και τη γήρανση του LED, σταθεροποιώντας περαιτέρω το περιθώριο ανίχνευσης καθ' όλη τη διάρκεια ζωής του αισθητήρα.

Βασικές Προδιαγραφές

Έξι Λειτουργίες Απόκρισης — Ένας Ενισχυτής για Κάθε Ταχύτητα Εφαρμογής

Οι έξι ρυθμίσεις χρόνου απόκρισης του FS-N11N καλύπτουν ένα εύρος 320:1 από 50µs έως 16ms, το οποίο είναι μεγαλύτερο από αυτό που προσφέρουν οι περισσότεροι ανταγωνιστικοί ενισχυτές οπτικών ινών. Η κατανόηση του τι προσφέρει κάθε λειτουργία — και τι κοστίζει — είναι το κλειδί για την αποτελεσματική χρήση του FS-N11N.

Η λειτουργία HIGH SPEED στα 50µs είναι η ταχύτερη λειτουργία, κατάλληλη για την ανίχνευση μεμονωμένων μικρών εξαρτημάτων σε μεταφορικές ταινίες υψηλής ταχύτητας, την καταμέτρηση παλμών από κωδικοποιητές μέσω οπτικών ινών, ή οποιαδήποτε εφαρμογή όπου το παράθυρο ανίχνευσης είναι μικρότερο από ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου.

Στη λειτουργία HIGH SPEED, η πρόληψη παρεμβολών είναι απενεργοποιημένη (0 μονάδες), πράγμα που σημαίνει ότι πολλοί ενισχυτές FS-N που λειτουργούν στην ίδια φυσική περιοχή μπορεί να επηρεάσουν ο ένας τον άλλον εάν οι πηγές φωτός τους επικαλύπτονται. 

Στη λειτουργία HIGH SPEED, το περιθώριο ανίχνευσης και η αντοχή σε θόρυβο υποτάσσονται στην ταχύτητα.

Η λειτουργία FINE στα 250µs ενεργοποιεί 4 μονάδες πρόληψης παρεμβολών — μια σημαντική αύξηση στην αντίσταση σε αμοιβαίες παρεμβολές για εφαρμογές όπου πολλοί αισθητήρες οπτικών ινών λειτουργούν σε κοντινή απόσταση, ενώ εξακολουθούν να απαιτούν απόκριση κάτω του χιλιοστού του δευτερολέπτου.

Οι λειτουργίες TURBO έως MEGA αυξάνουν προοδευτικά το φιλτράρισμα και την πρόληψη παρεμβολών (έως και 8 μονάδες στις TURBO/SUPER/ULTRA/MEGA) με κόστος την ταχύτητα απόκρισης.

Οι λειτουργίες ULTRA στα 4ms και MEGA στα 16ms είναι κατάλληλες για αργά κινούμενους στόχους σε ηλεκτρικά θορυβώδη βιομηχανικά περιβάλλοντα όπου η σταθερή ανίχνευση χωρίς ψευδείς εξόδους έχει προτεραιότητα έναντι της ταχύτητας μεταγωγής.

Όταν η πρόληψη παρεμβολών έχει ρυθμιστεί σε διπλή λειτουργία, ο αριθμός των διαχειρίσιμων μονάδων πρόληψης παρεμβολών διπλασιάζεται — χρήσιμο σε διαμορφώσεις πινάκων με πολλούς ενισχυτές FS-N σε κοντινή απόσταση.

Αρχιτεκτονική Κύριας Μονάδας και Επέκταση

Ως κύρια μονάδα, το FS-N11N είναι το σημείο εκκίνησης για πίνακες αισθητήρων οπτικών ινών πολλαπλών αξόνων. Οι μονάδες επέκτασης Keyence FS-N συνδέονται απευθείας στη διεπαφή διαύλου πλευράς της κύριας μονάδας, μοιράζονται την τροφοδοσία και την έξοδο επικοινωνίας της κύριας μονάδας χωρίς να απαιτείται επιπλέον καλωδίωση για κάθε προστιθέμενο άξονα.

Αυτή η αρχιτεκτονική αλυσιδωτής σύνδεσης μειώνει την πολυπλοκότητα της καλωδίωσης του πίνακα σε μηχανές με πέντε, δέκα ή περισσότερα σημεία ανίχνευσης που εξυπηρετούνται από αισθητήρες οπτικών ινών.

Η οθόνη OLED παρέχει ανάγνωση υψηλής αντίθεσης της λαμβανόμενης έντασης φωτός, της καθορισμένης τιμής κατωφλίου και της τρέχουσας κατάστασης εξόδου — πληροφορίες που προηγουμένως ήταν διαθέσιμες μόνο από αναλογικούς μετρητές βελόνας σε παλαιότερες γενιές ενισχυτών οπτικών ινών.

Κατά τη ρύθμιση, η οθόνη επιτρέπει βαθμονόμηση με ένα άγγιγμα: η λειτουργία διδασκαλίας δειγματοληπτεί το επίπεδο φωτός στη θέση στόχο, υπολογίζει το βέλτιστο κατώφλι και το εφαρμόζει χωρίς χειροκίνητη ρύθμιση.

Κατά την παραγωγή, η οθόνη OLED εμφανίζει το περιθώριο μεταξύ του λαμβανόμενου σήματος και του κατωφλίου, το οποίο είναι ο δείκτης σε πραγματικό χρόνο του πόσο κοντά λειτουργεί ο αισθητήρας στα όρια μεταγωγής του — ένα μικρό περιθώριο σηματοδοτεί ότι η ρύθμιση ανίχνευσης χρειάζεται προσοχή πριν συμβεί ψευδής έξοδος.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1: Ποιες κεφαλές αισθητήρων οπτικών ινών είναι συμβατές με το FS-N11N;

Το FS-N11N είναι συμβατό με τις κεφαλές οπτικών ινών της σειράς FS της Keyence σε όλες τις τυπικές διαμορφώσεις διάχυτης, διάτρητης δέσμης και ανακλαστικής αντανάκλασης.

Η μονάδα οπτικών ινών συνδέεται στις θύρες εισόδου οπτικών ινών του ενισχυτή — μία για τον πομπό, μία για τον δέκτη σε διαμορφώσεις διάτρητης δέσμης, ή μία μόνο θύρα για τύπους διάχυτης. Οι μονάδες οπτικών ινών από τη σειρά FS-V ή παλαιότερες μπορεί να απαιτούν καλώδια προσαρμογέα. Επιβεβαιώστε τη συμβατότητα με την Keyence για κεφαλές οπτικών ινών εκτός της σειράς FS-N πριν από την παραγγελία.

Ε2: Τι κάνει το APC και πότε πρέπει να ενεργοποιηθεί;

Το APC (Αυτόματος Έλεγχος Ισχύος) παρακολουθεί και προσαρμόζει συνεχώς την εκπεμπόμενη ένταση φωτός για να αντισταθμίσει τις αλλαγές θερμοκρασίας και τη γήρανση του LED. Με το APC απενεργοποιημένο (εργοστασιακή προεπιλογή), η εκπεμπόμενη ένταση είναι σταθερή και το περιθώριο ανίχνευσης μπορεί να μετατοπιστεί ελαφρώς σε ακραίες θερμοκρασίες.

Ενεργοποιήστε το APC για εφαρμογές σε περιβάλλοντα με μεταβλητή θερμοκρασία ή όπου ο αισθητήρας θα λειτουργεί για παρατεταμένες περιόδους χωρίς επαναβαθμονόμηση, και όπου η διατήρηση ενός σταθερού κατωφλίου ανίχνευσης με την πάροδο του χρόνου είναι κρίσιμη. Στις περισσότερες τυπικές εφαρμογές, το APC απενεργοποιημένο με περιστασιακή επαναβαθμονόμηση είναι αποδεκτό.

Ε3: Το μέγιστο ρεύμα εξόδου αναφέρεται ως 100mA αυτόνομα και 20mA πολλαπλά συνδεδεμένο — τι σημαίνει αυτό;

Όταν το FS-N11N χρησιμοποιείται μόνο του, η έξοδος NPN του μπορεί να απορροφήσει έως και 100mA. Όταν πολλαπλές μονάδες FS-N συνδέονται σε μια αλυσίδα επέκτασης που μοιράζεται μια κοινή τροφοδοσία, το ρεύμα εξόδου ανά μονάδα περιορίζεται στα 20mA για να παραμείνει εντός της συνολικής χωρητικότητας ρεύματος του κοινού διαύλου.

Επαληθεύετε πάντα ότι το συνδεδεμένο φορτίο — κάρτα εισόδου PLC, πηνίο ρελέ ή ενδεικτική λυχνία — απορροφά ρεύμα εντός του ισχύοντος ορίου για τη διαμόρφωση εγκατάστασης.

Ε4: Μπορεί το FS-N11N να λειτουργήσει με τροφοδοσία 12V DC;

Ναι. Το FS-N11N δέχεται 12–24V DC (±10%), οπότε μια τροφοδοσία 12V είναι εντός των προδιαγραφών. Στα 12V, η υπολειπόμενη τάση του NPN open collector (1V ή λιγότερο) και τα όρια ρεύματος εξόδου παραμένουν αμετάβλητα.

Επιβεβαιώστε ότι το κύκλωμα εισόδου του PLC είναι συμβατό με επίπεδο οδήγησης 12V εάν η τροφοδοσία είναι 12V — ορισμένες είσοδοι PLC απαιτούν υψηλότερο όριο τάσης ON που μπορεί να μην επιτυγχάνεται αξιόπιστα στα 12V.

Ε5: Πόσες μονάδες επέκτασης FS-N μπορούν να συνδεθούν σε μία κύρια μονάδα FS-N11N;

Η Keyence καθορίζει τον αριθμό των μονάδων επέκτασης που μπορούν να συνδεθούν σε μία κύρια μονάδα στην τεκμηρίωση του συστήματος της σειράς FS-N. Το πρακτικό όριο εξαρτάται από τη συνολική κατανάλωση ρεύματος όλων των συνδεδεμένων μονάδων και την εσωτερική χωρητικότητα τροφοδοσίας της κύριας μονάδας.

Για μεγάλους πίνακες αισθητήρων οπτικών ινών, η κύρια μονάδα FS-N11N μπορεί να υποστηρίξει πολλαπλές μονάδες επέκτασης ανά άξονα σε αλυσιδωτή σύνδεση. Επιβεβαιώστε τη μέγιστη χωρητικότητα επέκτασης από τον τρέχοντα οδηγό διαμόρφωσης της σειράς FS-N της Keyence για τη συγκεκριμένη αναθεώρηση firmware της κύριας μονάδας.