Was ist ein Näherungsschalter?
Näherungsschalter sind Schalter, die die Nähe von metallischen Gegenständen berührungslos erkennen können.
Er erkennt die Nähe eines metallischen Objekts durch elektromagnetische Induktion und gibt einen Kontaktpunkt aus. Es gibt eine Vielzahl von Stromversorgungsanforderungen und Kontaktkonfigurationen für Näherungsschalter, die entsprechend der jeweiligen Situation ausgewählt werden müssen.
Anwendungen des Näherungsschalters
Näherungsschalter werden verwendet, um den Antriebszustand von Maschinen in Fabriken und anderen Anlagen zu erkennen. Spezifische Anwendungen sind folgende:
- Erkennung des Betriebs von hydraulischen Pressen.
- Erkennung des Betriebs von Industrierobotern
- Zur Erkennung des Öffnungs-/Schließzustands von wichtigen Ventilen und Türen
- Für die Positionserkennung von Servomotoren
- Erkennung der Rotationsgeschwindigkeit von rotierenden Geräten
Erkennung von Maschinenbewegungen an den oben genannten Stellen und Ausgabe von Alarmen oder Durchführung von Ablaufsteuerungen. In den letzten Jahren sind auch wasserdichte und hitzebeständige Produkte verfügbar geworden. Da der Maschinenzustand durch Anbringen eines Eisenstücks usw. leicht festgestellt werden kann, werden sie häufig für große Anlagen in der Stahlindustrie verwendet.
Funktionsweise der Näherungsschalter
Es gibt verschiedene Arten von Näherungsschaltern, wobei induktive Näherungsschalter am häufigsten verwendet werden. Ein induktiver Näherungsschalter besteht aus einer elektromagnetischen Spule, einem Schwingkreis und einem Gehäuse.
1. Elektromagnetische Spule
Die elektromagnetische Spule ist ein Bauteil, das in dem sich nähernden Metall einen induktiven Strom erzeugt. Die elektromagnetische Spule gibt ständig ein hochfrequentes Magnetfeld ab, das bei Annäherung eines Metallgegenstandes, z. B. eines Eisenstücks, eine elektromagnetische Induktion erzeugt. Diese elektromagnetische Induktion erzeugt einen induzierten Strom in dem Metallgegenstand.
2. Schwingkreis
Der Schwingkreis ist ein Bauteil, das die von der elektromagnetischen Spule abgegebene Leistung zurückspeist. Der induzierte Strom, der im Metallgegenstand erzeugt wird, wird im Metall in Wärme umgewandelt, was zu einem Leistungsverlust führt. Der Schwingkreis erfasst diese Verlustleistung und leitet sie an den Ausgangskreis weiter. In der Regel sind die Senderschaltung und die Ausgangsschaltung auf derselben Platine untergebracht und werden extern als Kontaktsignal von der Ausgangsschaltung ausgegeben.
3. Gehäuse
Das Gehäuse ist der äußere Rahmen, der diese Schaltungskomponenten schützt. Das Gehäuse ist häufig mit einem Gewinde versehen und wird in Verbindung mit einer Gegenmutter an der Maschine befestigt. Das Gehäuse ist in der Regel mit Harz gefüllt, um das Gehäuse und die Schaltungskomponenten zu isolieren.
Weitere Informationen zum Näherungsschalter
1. Positionierung des Näherungsschalters
Bei der Verwendung von Näherungsschaltern muss die Einbaulage positioniert werden. Näherungsschalter sind berührungslose Schalter, die die Nähe eines Metalls oder eines anderen Kontaktobjekts erkennen und einen Kontaktpunkt ausgeben. Unter Positionierung des Näherungsschalters versteht man die Einstellung des Näherungsabstandes zum berührenden Objekt durch Positionierung des Näherungsschalters.
Näherungsschalter haben entsprechend ihrer Spezifikation einen festen Erfassungsabstand. Der Ausgang des Näherungsschalters wird aktiviert, wenn das erfasste Objekt in diesen Erfassungsbereich eintritt. Wenn der Näherungsschalter zu weit entfernt ist, wird er nicht ausgelöst. Daher muss der richtige Abstand durch Einstellen der Position des Näherungsschalters bestimmt werden.
Es sind auch Produkte erhältlich, die das Ansprechen des Näherungsschalters durch LED-Leuchten anzeigen. Solche Produkte sind für Positionierungsarbeiten nützlich, da die Funktion des Schalters aus nächster Nähe visuell beobachtet werden kann. Es ist jedoch zu beachten, dass das LED-Emissionsmuster von Produkt zu Produkt unterschiedlich ist. Einige Produkte emittieren Licht auch in Bereichen, die im Erfassungsbereich liegen, aber nicht zu einem Ausgangsbetrieb führen. Solche Produkte haben oft mehr als eine Emissionsfarbe.
So gibt es beispielsweise Produkte, die orange leuchten, wenn sie sich im Erfassungsbereich befinden, und grün, wenn das zu erfassende Objekt noch näher an den Näherungsschalter herangeführt wird und ein Ausgabevorgang erfolgt. Es ist daher wichtig, die Betriebsanleitung des verwendeten Produkts sorgfältig zu lesen.
2. Fehlfunktion des Näherungsschalters
Wenn der Näherungsschalter nicht funktioniert, wird eine Störung des Näherungsschalters vermutet. Es gibt viele mögliche Gründe für die Fehlfunktion, aber zwei häufige Ursachen sind:
Stromausfall
Prüfen Sie, ob die Stromversorgung des Näherungsschalters in Ordnung ist, z. B. mit einem Prüfgerät. Wenn keine Stromversorgung vorhanden ist, ist ein Stromausfall die Ursache. Wenn der Stromversorgungskreis oder die Erdung nicht korrekt ist, wird kein Signal ausgegeben, auch wenn sich das erkannte Objekt nähert. In diesem Fall wird eine Unterbrechung des Stromkreises/Erdungsdrahtes oder ein Ausfall des Netzteils vermutet.
Fehlausrichtung des Näherungsschalters
Auch eine Fehlausrichtung der Einbauposition kann die Ursache sein. Wenn sich der Schalter aufgrund einer Fehlausrichtung aus dem Erfassungsbereich entfernt hat, kann er durch Justierung der Position wiederhergestellt werden. Wenn das zu erfassende Objekt jedoch zu nahe kommt und den Näherungsschalter berührt, kann der Näherungsschalter physisch beschädigt werden.
Ist eine physische Beschädigung die Ursache, muss der Näherungsschalter ausgetauscht werden. Andere mögliche Ursachen für den Ausfall des Näherungsschalters sind Rauschen und Überspannung.
3. Näherungsschalter und Erkennung von Objekten
Näherungsschalter werden hauptsächlich zur Erkennung von metallischen Gegenständen eingesetzt. Der Grund dafür ist, dass sie die elektromagnetische Induktion als Funktionsprinzip nutzen. Um elektromagnetische Induktion zu erzeugen, muss das zu detektierende Eisenstück leitfähig sein.
In den letzten Jahren wurden jedoch induktive Näherungsschalter entwickelt, die empfindlich genug sind, um auch nichtleitende Metalle zu erkennen.