Serviceline
Serviceline Industriële Sensoren
Serviceline Explosiebeveiliging

Ultrasonics Know-How (deel 6) – synchronisatie van ultrasone sensoren

Pepperl+Fuchs ultrasonic sensors
Pepperl+Fuchs beschikt over een brede waaier van ultrasone sensoren - waarvan de meeste over een bijkomende synchronisatieverbinding beschikken

Bij de installatie van ultrasone sensoren is het niet altijd mogelijk om minimale montageafstanden te respecteren. Om de minimale montageafstanden zoveel mogelijk te beperken en eventuele interferentie tussen de sensoren te vermijden, ontwikkelde Pepperl+Fuchs ultrasone sensoren met synchronisatie-ingangen. Uitvoeringen voorzien van deze synchronisatie-ingangen kunnen worden ingezet in interne of externe synchronisatie- of multiplexmodi. Door de transmissiecycli te synchroniseren, kan de afstand tussen aangrenzende ultrasone sensoren worden gereduceerd zonder interferentie.

De synchronisatie-ingang van ultrasone sensoren uitgelegd

Als een synchronisatie-ingang open blijft, werkt de ultrasone sensor in standaard modus. Door een bepaald potentieel (L+/L-) toe te passen, kan de sensor worden geblokkeerd en opnieuw worden geactiveerd via een extern schakelsignaal. Zolang de sensor geblokkeerd is, worden geen ultrasone pulsen uitgezonden. De uitgangen (analoge en schakeluitgangen) zijn geblokkeerd wanneer de sensor in deze modus werkt. Zodra hij wordt geactiveerd voor ten minste één meetcyclus met de synchronisatie-ingang, worden de uitgangen geupdatet. De feature kan worden ingezet voor externe synchronisatie- of multiplexmodus.

In externe synchronisatiemodus worden de synchronisatie-ingangen van alle sensoren verbonden en bestuurd door een externe klok-pulsgenerator (elke ultrasone sensor wordt afzonderlijk geactiveerd in multiplexmodus).

Het vereiste signaalniveau, de cyclustijd en het maximaal aantal sensoren staan vermeld in het datasheet van de respectievelijke sensor. In interne synchronisatiemodus worden de synchronisatie-ingangen van alle sensoren verbonden en bestuurd door de sensoren zelf. Er is geen nood voor een externe klok-pulsgenerator.


Synchronisatie en standaard gebruik

In standaard werkingsmodus werken alle ultrasone sensoren parallel aan elkaar. Dit betekent dat zij allemaal tegelijkertijd een ultrasonore geluidspuls uitzenden en wachten op het teruggekaatste echosignaal van een voorwerp dat zich binnen het meetbereik bevindt. Hiervoor moeten de synchronisatie-ingangen van alle sensoren met elkaar verbonden zijn. Afhankelijk van het sensortype/de sensorserie en configuratie, zal de synchronisatiemodus ofwel automatisch in gang worden gezet (interne synchronisatie) of zal een extern activeringssignaal vereist zijn (externe synchronisatie).

Toepassing:

Verschillende sensoren worden in een ultrasone opstelling geplaatst om een groot gebied te monitoren. Waar ruimte beperkt is, kan de synchronisatie van sensoren van nut zijn, gezien hierbij een kleinere minimumafstand tussen de sensoren vereist is. De montageafstanden in de tabel hieronder moeten worden gerespecteerd bij tegenoverstaande montage.

Voordelen:

  • Lagere bedradingskosten, aansluiting van geactiveerde ingangen voor elke nabijheidsschakelaar
  • Korte reactietijden, gezien elke nabijheidsschakelaar continu geactiveerd is

Nadelen:

  • Het voorwerp kan niet worden toegewezen aan een specifieke benaderingsschakelaar


Multiplexmodus

Multiplexing van ultrasone sensoren laat toe ultrasone geluidspulsen te verzenden in gealterneerde tijdsintervallen. Dit vermijdt interferentie tussen sensoren en de nood voor een minimumafstand tussen twee aaneengrenzende sensoren. Gezien de sensoren de ene na de andere worden geactiveerd, vergroot de reactietijd met elke bijkomende sensor in de multiplexopstelling.

Er wordt een onderscheid gemaakt tussen interne en externe multiplexmodus. Bij een interne multiplexmodus moeten de synchronisatie-ingangen van alle sensoren met elkaar verbonden zijn. Afhankelijk van het sensortype/de sensorserie en de configuratie, zal de multiplexmodus ofwel automatisch in gang worden gezet, ofwel moet aan de sensor een adres worden toegewezen met behulp van het configuratiehulpmiddel. Bij een externe multiplexmodus is een extern schakelsignaal vereist en moet het vastgestelde tijdsinterval worden gecoördineerd door een extern controlemechanisme.

Toepassing:

De sensoren worden gebruikt in installaties en machines met zeer beperkte installatieruimte of sensoren van hetzelfde type die dichtbij elkaar werden geïnstalleerd of om interferentie tijdens verschillende meettaken te vermijden. Minimale montageafstanden mogen in dit geval worden genegeerd, zelfs wanneer de sensoren recht tegenover elkaar staan.

Voordelen:

  • Vermijdt interferentie op efficiënte wijze
  • Een voorwerp kan aan een specifieke ultrasone sensor worden toegewezen

Nadelen:

  • Bijkomende kosten voor klokgenerator bij externe multiplexing
  • Langere reactietijden dan in synchronisatiemodus omdat de sensoren na elkaar worden geactiveerd

Nu beschikbaar: Technology Guide Ultrasonic Sensors