SPS programmieren lernen - Online Praxiskurs (Kapitel 1.2) - Sensoren in der Praxis
Summary
TLDRDieses Video bietet einen Einblick in die Welt der Sensoren im industriellen Umfeld. Es erklärt die Rolle von Sensoren als 'Augen und Ohren' in Automatisierungssystemen und unterscheidet zwischen digitalen und analogen Sensoren. Es führt verschiedene Sensortypen wie optische Sensoren, Näherungsschalter, mechanische Sensoren und visionäre Sensoren ein und zeigt ihre Anwendung in einer Fabriksimulation. Der Fokus liegt auf praktischen Beispielen und der Bedeutung von Sensorik für Industrie 4.0.
Takeaways
- 🧠 Sensoren sind entscheidend für die Funktion von Industrieanlagen, vergleichbar mit den Augen und Ohren eines Menschen, die Informationen sammeln und an das Gehirn (SPS) übermitteln.
- 🔢 Es gibt digitale und analoge Sensoren, wobei digitale Sensoren nur zwei Zustände (0 Volt oder 24 Volt) und analoge Sensoren eine Bandbreite von Signalen (z.B. von -10 bis +10) an die SPS senden können.
- 👀 Optische Sensoren wie Lichtschranken und Lichttasten nutzen das Prinzip des reflektierten Lichts, um Objekte zu erkennen und Signale zu senden.
- 📶 Naherungsschalter werden häufig in der Industrie eingesetzt und können auf metallische Objekte (induktiv) oder alle Arten von Materialien (kapazitiv) reagieren.
- ⚙️ Mechanische Sensoren wie Rollenentlastungsschultern und Schalter sind robuste und zuverlässige Komponenten, die physische Interaktionen wie Kollisionen erkennen und verhindern.
- 🧲 Magnetische Sensoren können verwendet werden, um die Endlage von pneumatischen Zylindern zu erkennen, indem sie auf das Anwesen eines magnetischen Gegenstücks reagieren.
- 📊 Analoge Sensoren wie Stoffschwanksensoren und Durchflusssensoren senden Signale, die den Zustand oder die Menge eines Mediums (z.B. Flüssigkeit) messen und entsprechend der SPS signalisieren.
- 👁️ Vision Sensoren sind intelligente Kamerasysteme, die Objekteigenschaften wie QR-Codes erkennen und verarbeiten, was für die Industrie 4.0 von Bedeutung ist.
- 📡 RFID-Sensoren (Radio Frequency Identification) verwenden elektromagnetische Wellen, um Objekte mit RFID-Tags zu identifizieren und Daten zu lesen oder zu schreiben.
- 🔄 Die Verwendung von Sensoren in der Industrie ist vielfältig und umfasst nicht nur die Erkennung von Objekten, sondern auch die Steuerung und Überwachung von Prozessen in Echtzeit.
Q & A
Was sind Sensoren im industriellen Umfeld?
-Sensoren sind Geräte, die physikalische Eigenschaften wie Licht, Wärme, Druck oder Näherung messen und diese Informationen an eine Steuerungseinheit wie eine SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) übermitteln.
Wie unterscheiden sich digitale von analogen Sensoren?
-Digitale Sensoren können nur zwei Zustände annehmen (z.B. 0 Volt oder 24 Volt), während analoge Sensoren eine Vielzahl von Signalen übermitteln können, abhängig von der gemessenen Größe (z.B. von -10 bis +10 Volt).
Was ist die Funktion von Lichtschranken in der Industrie?
-Lichtschranken senden ein Lichtsignal aus, das von einem Reflektor reflektiert wird. Der Sensor misst, ob das reflektierte Licht erkannt wurde, was zur Erkennung von Objekten in der Nähe dient.
Wie funktioniert ein optischer Lichttaster?
-Ein optischer Lichttaster misst das vom Objekt reflektierte Licht ohne Reflektor. Er schalten, wenn ein Objekt erkannt wird, unabhängig davon, ob es sich um ein metallisches oder nicht-metallisches Objekt handelt.
Was ist ein Näherungsschalter und wie oft werden sie in der Industrie verwendet?
-Ein Näherungsschalter ist ein Sensor, der Objekte in seiner Nähe erkennen kann, ohne direkten Kontakt. Sie werden extrem häufig in der Industrie eingesetzt, um die Präsenz von Objekten zu erkennen.
Wie unterscheidet man zwischen induktiven und kapazitiven Sensoren?
-Induktive Sensoren schalten auf metallische Objekte, während kapazitive Sensoren auch nicht-metallische Materialien erkennen können. Diese Unterscheidung ist wichtig, um das Material eines vorbeifahrenden Objekts zu identifizieren.
Was sind mechanische Sensoren und wo werden sie in Industrieanlagen eingesetzt?
-Mechanische Sensoren wie Rollen-Entlastungsschulter oder Schalter werden verwendet, um physische Interaktionen zu erkennen und zum Schutz vor Kollisionen oder zum Sicherstellen der korrekten Positionierung von Teilen.
Was ist der Unterschied zwischen digitalen und analogen Lichtschranken und Lichttochtern?
-Digitale Lichtschranken schalten bei Erkennung eines Objekts auf, während analoge Lichttochter basierend auf der Distanz zum Objekt ein Signal von 0 bis 10 Volt senden.
Was sind magnetische Sensoren und wie werden sie verwendet?
-Magnetische Sensoren werden verwendet, um die Endlage von pneumatischen Zylindern zu erkennen. Sie schalten, wenn ein magnetisches Gegenstück in der Kolbenstange das Signal des Sensors auslöst.
Was sind Vision-Sensoren und wie werden sie in Industrie 4.0 Anwendungen eingesetzt?
-Vision-Sensoren sind intelligente Kamerasysteme, die Eigenschaften wie QR-Codes erkennen und verarbeiten können. Sie werden in Industrie 4.0 Anwendungen eingesetzt, um Seriennummern oder andere Produktinformationen zu erfassen.
Was ist RFID und wie wird es in der Industrie verwendet?
-RFID (Radio Frequency Identification) ist eine Technologie zur elektromagnetischen Identifizierung von Objekten mit Hilfe von RFID-Tags. In der Industrie wird es verwendet, um Produkte, Paletten oder Transportbehälter zu identifizieren und Daten wie Seriennummern abzurufen.
Outlines
🔍 Einführung in Sensoren im Industriellen Umfeld
Dieser Abschnitt des Videos legt den Fokus auf die Funktionsweise von Sensoren in industriellen Anlagen. Der Sprecher vergleicht die Sensoren mit den Augen und Ohren einer Anlage, die verschiedene Zustände erfassen und an die Steuerungs- und Regelungssysteme (SPS) übermitteln. Es wird auf die Unterscheidung zwischen digitalen und analogen Sensoren eingegangen, wobei digitale Sensoren nur zwei Zustände (0 Volt oder 24 Volt) annehmen können, während analoge Sensoren eine Vielzahl von Zuständen übermitteln können. Der Abschnitt führt auch die wichtigsten Sensortypen wie optische Sensoren, Näherungsschalter und mechanische Sensoren ein und erklärt ihre Funktionsweise und Anwendung in der Praxis.
🛠 Mechanische und Magnetische Sensoren sowie Analoge Sensoren
In diesem Teil des Skripts werden weitere Sensortypen wie mechanische Entlangschalter, magnetische Sensoren und analoge Sensoren erläutert. Mechanische Entlangschalter werden verwendet, um Kollisionen zu vermeiden und stellen eine zuverlässige Schutzeinrichtung dar. Magnetische Sensoren werden zum Beispiel an Pneumatikzylindern angebracht, um deren Endlage zu erkennen. Analoge Sensoren wie der Durchflusssensor oder der 5-Pins-Sensor, der die Füllhöhe in einem Behälter misst, werden ebenfalls beschrieben. Der Abschnitt betont die Bedeutung dieser Sensoren für die Funktionalität und Sicherheit in industriellen Anlagen.
📷 Vision Sensoren und RFID in der Industrie
Der letzte Abschnitt des Skripts konzentriert sich auf visionäre Sensoren und RFID-Technologie. Visionäre Sensoren, die als intelligente Kamerasysteme fungieren, können verschiedene Eigenschaften erkennen und sind in der Industrie 4.0 zunehmend wichtig. Der Sprecher gibt ein Beispiel, in dem eine Kamera den QR-Code auf einem Teil erfasst und die Seriennummer ableitet. RFID-Sensoren werden für die Identifizierung von Produkten, Paletten oder Transportbehältern verwendet, wobei jedes Teil einen RFID-Tag besitzt, auf dem Daten gespeichert und abgerufen werden können. Der Abschnitt schließt mit einer Demonstration eines Lese-Befehls für ein RFID-Tag, um die Seriennummer auszulesen.
Mindmap
Keywords
💡Sensoren
💡Digitale Sensoren
💡Analoge Sensoren
💡Lichtschranke
💡Lichttaster
💡Näherungsschalter
💡Mechanische Sensoren
💡Magnetischer Sensor
💡Vision Sensor
💡RFID
Highlights
Einführung in Sensoren im industriellen Umfeld
Vergleich der SPS mit Gehirn und Sensoren mit Augen und Ohren
Unterscheidung zwischen digitalen und analogen Sensoren
Digitale Sensoren können nur zwei Zustände annehmen
Analoge Sensoren können viele verschiedene Zustände annehmen
Digitale Sensoren werden häufiger als analoge verwendet
Optische Sensoren erfassen Objekte mit Hilfe eines Lichtstrahls
Lichtschranke als häufig verwendeter Sensor in der Industrie
Lichttaster ohne Reflektor zur Erkennung von Objekten
Näherungsschalter in verschiedenen Ausführungen
Unterschied zwischen induktiven und kapazitiven Sensoren
Mechanische Sensoren zur Erkennung von Kollisionen
Funktionsweise von mechanischen Entlangschaltern
Magnetische Sensoren zur Erkennung der Endlage von Pneumatikzylindern
5-Punkte-Schwenksensor zur Erkennung von Stoffmenge
Durchflusssensor zur Messung des Flussrates von Flüssigkeiten
Vision Sensoren als intelligente Kamerasysteme zur Erkennung von Eigenschaften
RFID-Sensoren zur Identifizierung von Produkten mit elektromagnetischen Wellen
Praktische Anwendung von RFID-Tags in der Produktion
Zusammenfassung der wichtigsten Sensoren im industriellen Umfeld
Transcripts
hallo und herzlich willkommen zu einem
neuen video
ich möchte euch jetzt ein bisschen was
über sensoren im industriellen umfeld
erzählen
in den vorherigen kurse haben wir
bereits einiges über sensoren gehört
jetzt stellen wir aber den bezug zur
praxis her auch wenn ihr das ein oder
andere schon bist bleibt bitte dran es
lohnt sich um sich das ganze etwas
bildlich vorstellen zu können hilft
vielleicht folgender vergleich die sps
ist sozusagen das gehirn unserer anlage
die sensoren sind die augen und ohren
diese erfassen nämlich verschiedene
zustände und melden diese informationen
dann an die sp s dabei unterscheiden wir
zwischen digitalen und analogen sensoren
das haben wir jetzt schon ein paar mal
gehört deswegen freut sich alles kurz
und knapp zusammen
digitale sensoren wie zum beispiel
dieser näherungsschalter können nur zwei
signal zustände annehmen ist der sensor
nicht belegt liefert der 0 volt ist der
beleg liefert der 24 volt analoge
sensoren sind etwas anders gestrickt
diese können nämlich verschiedenste
signal an die sps schicken
dieser sensor kann zum beispiel jeden
wert zwischen plus zehn gold- und -10
wahrnehmen
also bitte merken digitale sensoren
können nur zwei zustände annehmen
analoge sensoren können viele
verschiedene zustände annehmen da ist in
diesem kapitel um sensoren in
industrieanlagen geht arbeiten wir
natürlich auch in einer industrieanlage
herzlich willkommen zur sps for you
factory anhand dieser fabrik simulation
möchte ich euch nun die wichtigsten
sensoren erklären sehen wir uns mal eben
nur einen teilabschnitt an und schauen
wir wie viele sensoren wie auf dem
ersten blick erkennen war
das sind schon eine menge in
wirklichkeit sind es wahrscheinlich
nochmals zehn mal so viele
dieses bild soll ich nur kurz deutlich
machen wie viel sensorik eigentlich in
modernen maschinen und anlagen gesteckt
als kleine orientierung für euch
digitale sensoren werden viel
öfter verwendet als analogie das ganze
hängt natürlich etwas von der branche ab
in der sie arbeiten als sps
programmierer werdet ihr aber gefühlt so
ungefähr 90 prozent mit digitalen
sensoren arbeiten
dies nur als kleine info betraten wir
nun den ersten sensor typ
beginnen wir mit den optischen sensoren
optische sensoren erfassen mit hilfe
eines lichtstrahls objekte in vorderster
reihe sehen wir zum beispiel eine
lichtschranke ein sehr häufig verwendete
sender industrie die lichtschranke
entsendet ein signal welches vom
gegenüberliegenden reflektor
zurückgeworfen wird
im sensor befindet sich ein empfänger
der das zurückgeworfene licht auswertet
hier oben seht ihr übrigens das
schaltverhalten der lichtschranke bitte
beachtet die lichtschranke liefert 1 0
signal wenn das bauteil erkannt wurde
diese tatsache wird gerne übersehen der
nächste sensor ist ein sogenannter licht
taster dieser verfügt über keinen
reflektor der lichttochter wertet das
vom objekt zurückgeworfene licht aus
anders als die lichtschranke schaltet
dieser sensor immer dann wenn ein
bauteil erkannt wurde
lichtschranken gibt es meines wissens
nur in digitaler ausführung lichttochter
gibt es in digitale und analoge variante
bei einer logan licht aus dann wird zb 1
0 bis 10 volt signal an die sps
geschickt abhängig von der entfernung
des bauteils kommen wir nun zu den
näherungsschalter diese werden extrem
oft wenn der industrie verwendet es gibt
näherungsschalter in verschiedensten
ausführungen das wichtigste
unterscheidungskriterium ist aber ob der
sensor nach dem kapazitiven oder
induktiven messverfahren arbeitet
betrachtet mal das schaltverhalten hier
oben vielleicht könnte den unterschied
selbst erkennen
induktive sensoren schalten auf
metallische objekte kapazitive sensoren
schalten auch nicht weiter in unserer
anlage können wir damit schon erkennen
welches bauteil aus welchem material
gerade an uns im sensor vorbeifährt
beide sensoren sind für gewöhnlich
digital
auch wenn es etwas altmodisch erscheint
auch mechanische sensoren sind in den
meisten industrieanlagen zu finden
ein klassiker ist hier der mechanische
rollen entlocken schulter sehen wir uns
mal unsere übersetzer in aktion an
um im fehlerfall kollisionen zu
vermeiden verbaut man gerne mechanische
entlang schalter würde eine übersetzte
mit der unterkonstruktion kollidieren
werde wahrscheinlich der komplette
online teil hinüber deswegen verbaut man
in der praxis gerne mechanische
entlocken schalter für ein paar euro hat
man eine hervorragende zuverlässige
schutzeinrichtung vor viel
positionierungen
denn vergesst nicht auch der
programmierer macht mal einen fehler
mich selbst haben mechanische entlang
schaut er schon öfters vor erheblichen
schäden bewahrt
bitte vergesst nicht auch schalter und
tasten sind so etwas wie mechanische
sensoren den start unseres etats da habe
ich als schließe ausgeführt den stopp
taste als öffnen
warum aber das ganze ganz einfach wegen
der der rat bruchsicherheit drücke ich
den draht zum stopp bleibt die anlage
sofort stehen hätte ich diesen alles
schließe vertraut könnte ich die anlage
gar nicht mehr stoppen
damit macht man sich keine freunde bei
not ausgeht man noch einen schritt
weiter diese werden für gewöhnlich
zweikanalige ausgeführt und von einer
speziellen safety steuerung ausgewertet
so wird gewährleistet dass die
notizfunktion auch im fehlerfall
funktioniert kommen wir nun zum nächsten
sensor typ den sogenannten magnetischen
sensoren sich mal hier oben den schallt
zustand unseres senders an
immer wenn der pneumatische zylinder
eingefahren ist liefert der sensor ein
einziger in der praxis würde ich das mit
einem solchen zylinder schalter
realisieren
diese wird einfach an den end lagen des
pneumatik zylinders angebracht durch ein
magnetisches gegenstück in der
kolbenstange liefert uns der sensor
immer dann ein signal wenn der zylinder
in der endlage angekommen ist
jetzt will ich aber sagen höchste zeit
sich ein paar analoge sensoren anzusehen
dieses schöne gerät ist ein sogenannter
5 stand zinsen über eine metallische
stamme die pest
zum boden des behälters führt er kennt
das hin zu den fenstern und schickt zum
beispiel 1 0 bis 10 wohl signal an die
sps den aktuellen spannungswerte hier
oben
im auslauf des behälters finden wir noch
einen analog sensor es handelt sich um
einen sogenannten durchfluss sensor
fließt viel flüssigkeit durch die
rohrleitung liefert der sehen sie ein
hohes spannungssignale fließt wenig
flüssigkeit durch die rohrleitung
liefert der sensor ein niedriges
spannungssignale
jetzt wird sie nochmals etwas hightech
wir betrachten einen vision sensor
vision sensoren sind so genannte
intelligente kamera systeme diese können
je nach konfiguration verschiedenste
eigenschaften erkennen
in unserem beispiel erfasst die kamera
den qr-code am bauteil und ermittelt
daraus die seriennummer vor allem in
zeiten von industrie 4.0 setzten sich
solche kamerasystem mehr und mehr durch
früher hat man für ein solches system
den preis eines kleinwagens bezahlt
heute bekommt man vergleichbare produkte
schon für irgendetwas im dreistelligen
bereich
die konfiguration wurde ebenfalls
deutlich benutzerfreundlicher
also bitte habt keine angst vor vision
sensoren kommen wir zum letzten sensor
ag steht für radio frequency
identifikation also quasi eine
identifizierung mit hilfe von
elektromagnetischen wellen in der praxis
werden die geräte gerne verwendet und
produkte paletten oder transportbehälter
einwandfrei identifizieren zu können
dafür benötigt jedes teil einen
sogenannten rfid tags darauf können
daten hinterlegt werden und wieder
abgerufen werden
über das bild hier oben können wir ein
kommando ausführen
es kann sich um ein lese- schreib- oder
sonstiges kommando handeln
in diesem beispiel führe ich ein lese
kommando aus um die seriennummer des
rfid tags auszulesen
diese da nutze ich in meiner factory und
produktionsdaten zu erstellen was ich
damit aber dennoch zeige ich euch später
so und das war es auch schon wieder
ihr habt jetzt die wichtigsten sensoren
im industriellen umfeld kennen gelernt
natürlich gibt es noch einiges was nicht
besprochen wurde
wir müssen uns hier im kurs aber auch
das wesentliche beschränken
ich bedanke mich für eure aufmerksamkeit
wir sehen uns wieder im nächsten kapitel
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