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Conoscenza dei sensori a ultrasuoni (Parte 6) | Sincronizzazione

Pepperl+Fuchs ultrasonic sensors
Pepperl+Fuchs offre un vasto assortimento di sensori a ultrasuoni, molti dei quali dotati di un collegamento supplementare di sincronizzazione

Durante la fase di installazione dei sensori a ultrasuoni non è sempre possibile mantenere le distanze minime di separazione. Per ridurre tali distanze prevenendo comunque possibili interferenze fra i sensori, Pepperl+Fuchs offre sensori a ultrasuoni dotati di input di sincronizzazione. I modelli che dispongono di tali input possono essere utilizzati in modalità multiplex oppure con sincronizzazione interna o esterna. La sincronizzazione dei cicli di trasmissione permette di ridurre la distanza fra sensori a ultrasuoni adiacenti, senza dare luogo ad interferenze.

Spiegazione degli input di sincronizzazione dei sensori a ultrasuoni

Se un input di sincronizzazione rimane aperto, il sensore a ultrasuoni funziona in modalità standard. Applicando un determinato potenziale (L+/L-) è possibile bloccare un sensore e abilitarlo nuovamente utilizzando un segnale di attivazione esterno. Fintanto che rimane bloccato, il sensore non emette alcun impulso a ultrasuoni; in tale stato le uscite (analogiche e di commutazione) sono "congelate". Non appena il sensore viene abilitato per almeno un ciclo di misurazione con l'input di sincronizzazione, le uscite vengono aggiornate. È possibile utilizzare questa funzione per la sincronizzazione esterna o il funzionamento in modalità multiplex.

Nella modalità con sincronizzazione esterna gli input di sincronizzazione di tutti i sensori sono collegati e controllati da una sorgente esterna di impulsi-clock (in modalità multiplex ciascun sensore a ultrasuoni viene attivato separatamente).

La scheda tecnica di ogni sensore indica il livello di segnale richiesto, il tempo di ciclo e il numero massimo possibile di sensori. In modalità con sincronizzazione interna, gli input di sincronizzazione di tutti i sensori sono collegati e controllati dai sensori stessi. Non occorre pertanto alcuna sorgente esterna di impulsi-clock.


Sincronizzazione e common mode

In modalità standard i sensori a ultrasuoni operano in parallelo, nel senso che emettono tutti un impulso a ultrasuoni nello stesso istante e attendono l'eco riflessa dagli oggetti presenti entro il campo di rilevamento. Per questo motivo, è importante che gli input di sincronizzazione di tutti i sensori siano collegati. In base al modello/famiglia del sensore e della configurazione adottata, la modalità di sincronizzazione funziona automaticamente (sincronizzazione interna) o richiede un segnale esterno di attivazione (sincronizzazione esterna).

Applicazione:

Diversi sensori sono installati a "schiera" per il monitoraggio di un'ampia area. Quando lo spazio è limitato, può risultare utile sincronizzare i sensori, in quanto è necessaria la presenza di una distanza minima fra i sensori. Le distanze fornite nella tabella di seguito, sono da applicare anche in caso di montaggio contrapposto.

Pro:

  • Minori costi di cablaggio, collegamento degli input abilitati per ciascun interruttore di prossimità
  • Tempi di risposta rapidi, in quanto ogni interruttore di prossimità è sempre attivo

Contro:

  • Impossibilità di assegnare l'oggetto a uno specifico interruttore di prossimità


Modalità multiplex

Il funzionamento dei sensori a ultrasuoni in modalità multiplex permette l'emissione degli impulsi a ultrasuoni a intervalli scaglionati. Ciò previene la diafonia fra i sensori, evitando di dover mantenere una distanza minima fra sensori adiacenti. Poiché i sensori vengono attivati in sequenza, il tempo di reazione/risposta aumenta ad ogni sensore aggiunto alla "schiera" di sensori in modalità multiplex.

È opportuno distinguere fra la modalità multiplex interna ed esterna. Quando si utilizza la modalità multiplex interna, occorre collegare gli ingressi di sincronizzazione di tutti i sensori. A seconda del modello/famiglia del sensore e della configurazione adottata, la modalità multiplex funziona automaticamente, altrimenti è necessario assegnare un indirizzo al sensore, utilizzando il tool di configurazione. In modalità multiplex esterna è richiesto un segnale di attivazione esterno e la sequenza temporizzata deve essere controllata da un controller esterno.

Applicazione:

I sensori vengono utilizzati in apparecchiature e macchine con spazi di installazione molto angusti, oppure sono presenti sensori dello stesso tipo nelle immediate vicinanze, oppure per prevenire la diafonia in varie attività di misurazione. Non occorre rispettare le distanze minime, anche si i sensori sono situati l'uno di fronte all'altro.

Pro:

  • Prevenzione affidabile della diafonia
  • Possibilità di assegnare un oggetto a un sensore a ultrasuoni

Contro:

  • Costi aggiuntivi per un clock generator quando si utilizza la modalità multiplex esterna
  • Tempi di risposta/reazione più lunghi rispetto alla modalità con sincronizzazione perchè i sensori operano in sequenza

Finalmente disponibile: Guida alla tecnologia dei sensori ad ultrasuoni