De rol van Sensoren in elektrische automatisering: toepassingen en producten van Schneider Electric

In de moderne industriële automatisering fungeren sensoren als de "ogen" en "oren" van besturingssystemen. Het zijn essentiële componenten die fysieke parameters – zoals temperatuur, druk, verplaatsing en snelheid – omzetten in elektrische signalen. Deze signalen worden verwerkt door regeleenheden zoals PLC's om realtime monitoring en feedback mogelijk te maken, en vormen zo de basis voor nauwkeurige en betrouwbare automatiseringssystemen.

Het werkingsprincipe van sensoren begrijpen

Sensoren werken op basis van fysische of chemische effecten. Wanneer de gemeten parameter verandert, veranderen de elektrische eigenschappen van de sensorelementen (bijv. thermokoppels, RTD's, condensatoren, Hall-elementen) dienovereenkomstig. Deze veranderingen worden omgezet in leesbare signalen zoals spanning, stroom of frequentie.

Bijvoorbeeld:

• Temperatuursensoren gebruiken thermokoppels of RTD's om variërende spanning/weerstand uit te sturen.

• Druksensoren maken vaak gebruik van piëzo-elektrische elementen of rekstrookjes.

• Verplaatsingssensoren maken gebruik van optische of inductieve principes.

Om een ​​nauwkeurige transmissie te garanderen, zijn deze sensoren vaak uitgerust met versterkers, filters en A/D-converters. Hierdoor kunnen controllers realtime, nauwkeurige gegevens uitlezen voor besluitvorming en procesbesturing.

Veelvoorkomende soorten sensoren en industriële toepassingen

Verschillende sensoren dienen specifieke doeleinden in elektrische automatiseringssystemen. Hieronder vindt u veelgebruikte typen en hun typische toepassingen:

• Temperatuursensoren: Bewaak de omgevingstemperatuur of de temperatuur van apparatuur. Veelgebruikt in HVAC-systemen, ovens en koelinstallaties.

• Druksensoren: Meet de gas- of vloeistofdruk. Veelgebruikt in hydraulische systemen, pijpleidingen en luchtcompressoren.

• Foto-elektrische sensoren: Gebruik lichtbundels (leds) om objecten en veranderingen te detecteren. Ideaal voor tellen, positioneren en detectie van de aanwezigheid van objecten op assemblagelijnen.

• Inductieve nabijheidssensoren: Genereer een magnetisch veld om metalen objecten te detecteren. Wordt gebruikt voor positiefeedback van machineonderdelen.

• Capacitieve nabijheidssensoren: Detecteer niet-metalen of vloeibare objecten, zoals plastic containers of vloeistofniveaus in tanks.

• Ultrasone sensoren: Gebruik geluidsgolven om afstand te meten. Geschikt voor niveaudetectie in bakken of voor het detecteren van transparante/gemengde materialen.

In praktijktoepassingen worden vaak meerdere soorten sensoren gecombineerd. Zo tellen foto-elektrische sensoren bijvoorbeeld items aan het einde van een lijn, bewaken druksensoren hydraulische systemen en detecteren trillingssensoren mechanische slijtage – samen vormen ze een compleet automatiseringssysteem.

Schneider Electric Sensor Solutions: productvoorbeelden

Schneider Electric biedt via het merk Telemecanique Sensors (voorheen OsiSense) een breed portfolio sensoren, speciaal ontwikkeld voor industrieel gebruik. Hier zijn een paar opvallende modellen:

• Foto-elektrische sensor – XUB9BPANL2

  • Type: Gepolariseerd retroreflecterend

  • Detectiebereik: ~2m (met reflector)

  • Uitgang: PNP, normaal open (NO)

  • Toepassing: Detectie van de aanwezigheid van objecten op transportbanden

• Druksensor – ZMLPA1P2SH

  • Bereik: -14,5 tot 6000 psi/bar (afhankelijk van het model)

  • Uitgang: analoog 4–20 mA + programmeerbare digitale uitgang

  • IP-classificatie: IP65/IP67/IP69K

  • Toepassing: Drukbewaking in hydraulische of pneumatische systemen

• Inductieve nabijheidssensor – XS618B1MAL2

  • Type: M18, metalen behuizing

  • Detectieafstand: 8 mm (metalen doelen)

  • Uitgang: normaal gesloten (NC), AC/DC-compatibel

  • Toepassing: Positieterugkoppeling in mechanische systemen

• Capacitieve nabijheidssensor – XT230A1PCM12

  • Type: M30, kunststof behuizing

  • Detectieafstand: 15 mm (niet-metalen objecten)

  • Uitgang: 1 NO + 1 NC, 4-draads DC

  • Toepassing: Detectie van vloeistoffen, poeders of verpakkingsmaterialen

Hieronder vindt u een samenvattende tabel met de bovenstaande producten:

De waarde van sensoren bij het verbeteren van automatisering en veiligheid

Sensoren maken niet alleen automatisering mogelijk, maar zorgen ook voor energiebesparing, voorspellend onderhoud en veiligheid op de werkplek.

Bijvoorbeeld:

• Druk- en temperatuursensoren helpen bij het optimaliseren van het energieverbruik in HVAC- en procesregelsystemen.

• Trillingssensoren maken het mogelijk mechanische storingen vroegtijdig te detecteren, waardoor voorspellend onderhoud mogelijk wordt en de uitvaltijd wordt beperkt.

• Veiligheidslichtschermen en gebiedsscanners detecteren de aanwezigheid van mensen in gevaarlijke zones en activeren noodstops, waardoor personeel en apparatuur worden beschermd.

Industrieel IoT (IIoT) heeft de rol van sensoren verder uitgebreid. De slimme sensoren van vandaag zijn met elkaar verbonden, waardoor monitoring op afstand en realtime analyses mogelijk zijn. Ze stellen fabrieken in staat hun processen nauwkeurig af te stemmen en een veiligere en duurzamere omgeving te creëren.

Conclusie en vooruitzichten

Sensoren spelen een essentiële rol in elektrische automatiseringssystemen en zorgen voor nauwkeurige besturing, realtime monitoring en operationele efficiëntie. Met de integratie van 5G, IoT en AI evolueren sensoren naar slimmere, draadlozere en voorspellendere oplossingen. Schneider Electric en andere koplopers in automatisering blijven innoveren op dit gebied en bieden veelzijdige sensoroplossingen voor slimme fabrieken, energiezuinige gebouwen en geavanceerde industriële systemen.

In de toekomst zullen sensoren niet alleen monitoren, maar ook anticiperen, analyseren en zich aanpassen. Daarmee effenen ze de weg voor een volledig autonoom en intelligent industrieel tijdperk.