고품질의 최종 결과를 얻기 위해서는 산업 공정을 자동화할 때 다양한 구성 요소들이 완벽하게 연동되어야 합니다. 산업 자동화에서 작지만 매우 중요한 요소인 위치 센서에 대해 이 글에서 다룹니다. 제조 및 가공 시설에 설치되는 위치 센서는 핵심 작업이 계획대로 수행되도록 보장하여 생산 공정의 모니터링 및 관리를 지원합니다. 좀 더 정확히 말하면, 위치 센서의 주요 역할은 "목표물" 또는 움직이는 물체를 감지하고 그 존재 여부를 보고하는 것입니다. 공압 밸브는 목표물이 위치 센서로부터 미리 설정된 거리 내에 있을 때 시스템에 신호를 보내 사전 프로그래밍된 동작을 수행하도록 지시하는 등 다양한 용도로 사용됩니다.
위치 센서는 목표물이 위치 센서에서 멀어지면 시스템에 미리 프로그래밍된 기능을 중지하거나 다른 기능으로 전환하라는 신호를 보냅니다. 이론적으로 목표물은 무엇이든 될 수 있지만, 이 글에서는 편의상 금속 목표물과 이를 찾는 "주류" 방법만을 다룹니다. 기계식 리미트 스위치, 유도 근접 센서, 스프링 리미트 스위치, 일반 리미트 스위치 등이 이러한 기술에 해당합니다. 다양한 위치 센서 유형을 살펴보기 전에 대부분의 센서 제조업체에서 사용하는 표준 용어를 이해하는 것이 도움이 됩니다.
• 감지 범위: 감지면과 스위치 작동 대상 사이의 거리
• 히스테리시스: 해제 지점과 스위치 작동 지점 사이의 거리
• 반복성: 스위치가 동일한 범위 내에서 동일한 목표물을 일관되게 식별할 수 있는 수명 동안의 성능.
• 응답 시간: 목표물 감지 시점부터 출력 신호 생성 시점까지의 간격.
기계식 리미트 스위치라고 불리는 전기 기계 장치는 대상과의 직접적인 물리적 접촉을 통해 대상의 위치를 감지합니다. 이러한 스위치는 높은 전류 부하를 견딜 수 있으며 전원 공급 장치 없이 작동할 수 있습니다. 기계식 스위치는 건식 접점을 사용하기 때문에 극성이나 전압에 영향을 받지 않으며, 전기적 노이즈, 무선 주파수 간섭, 누설 전류, 전압 강하와 같은 다양한 전기적 결함에 강합니다. 이러한 스위치의 레버 암, 버튼, 본체, 베이스, 헤드, 접점, 단자 및 기타 움직이는 요소는 정기적인 유지 보수가 필요합니다. Votto 기계식 리미트 스위치는 대상과 직접 물리적으로 접촉하기 때문에 반복성이 떨어질 수 있습니다. 대상 자체와 레버 암은 물리적 접촉으로 인해 마모될 수 있습니다. 또한 부식, 먼지 및 습기에 취약한 보호되지 않은 개구부가 있습니다. 이러한 문제 때문에 위험 지역 인증 및 밀폐형 접점은 일반적으로 가격이 높습니다.
스프링 리미트 스위치는 자성을 이용하여 자성 대상의 위치를 감지하는 전기 기계 장치입니다. 스위치 내부에는 유리관 안에 작은 금속 돌기 두 개가 있는데, 이것이 바로 "리드 소자"입니다. 이 리드 소자는 자성에 민감하여 자성 대상에 반응하여 작동합니다. 스프링 리미트 스위치는 작동에 대상과의 직접적인 접촉이 필요하지 않으므로 기계식 스위치의 모든 장점을 제공하면서도 마모 문제를 해결할 수 있습니다.
일반적인 철 재질의 타겟은 스프링 리미트 스위치에 사용할 수 없으며, 자성 타겟이 필요합니다. 리드 스위치는 리드 소자, 유리관, 그리고 작은 금속 돌기들이 굽힘으로 인해 피로해져서 신뢰성이 떨어집니다. 접촉 압력이 낮으면 진동이 심한 환경에서 접점 떨림 현상이 발생하거나 리드에서 잘못된 신호가 나올 수 있습니다.
유도형 근접 센서라고 불리는 고체 전자 장치는 금속 물체의 에너지장 변화를 이용하여 물체의 위치를 파악합니다. 물리적인 접촉이 필요 없고, 고장, 마모 또는 손상될 수 있는 움직이는 부품이 없어 유지 보수 비용이 저렴합니다. 또한 움직이는 부품이 없기 때문에 먼지와 오염 물질에 강합니다. 유도형 근접 센서는 다양한 응용 분야에 적용 가능하며 다양한 크기와 디자인으로 제공됩니다. 유도형 근접 센서는 높은 전류 부하를 견딜 수 없으며 작동을 위해 외부 전원(전기)이 필요합니다. 또한 전압 강하, 누설 전류, 무선 주파수 간섭 및 전기적 노이즈에 취약할 수 있습니다. 극심한 온도 변화와 습기 침투는 유도형 근접 센서에 악영향을 미칠 수 있습니다.
리미트 리미트 스위치
특수 하이브리드 기술을 활용하는 무레버 리미트 스위치는 전자기장을 통해 철 재질의 목표물을 감지할 수 있습니다. 무레버 리미트 스위치는 까다로운 환경과 장기간 사용에도 매우 높은 신뢰성을 자랑합니다. 물리적 접촉이나 외부 전원이 필요 없기 때문에 높은 전류 부하를 처리할 수 있으며, 걸림, 변형, 파손, 마모 등의 문제가 발생하지 않습니다. 기계식 스위치와 마찬가지로 전기적 노이즈, 무선 주파수 간섭, 누설 전류, 전압 강하의 영향을 받지 않습니다. 또한 극성이나 전압에 민감하지 않습니다. 먼지, 오물, 습기, 물리적 접촉, 대부분의 부식성 물질이나 화학 물질도 무레버 리미트 스위치에 영향을 미치지 않습니다. 대부분의 무레버 리미트 스위치는 넓은 작동 온도 범위를 가지며 본질적으로 안전합니다. 밀폐된 연결부와 견고한 금속 외함 덕분에 방수 및 방폭이 요구되는 용도에 적합합니다.
위치 센서는 산업 공정 자동화에 필수적인 요소입니다. 시중에는 다양한 위치 센서 기술이 있으며, 각 기술은 고유한 성능 특성을 가지고 있습니다. 필요한 성능과 신뢰성을 확보하기 위해서는 적용 분야에 적합한 센서 유형을 신중하게 선택해야 합니다.
게시 시간: 2023년 6월 2일
