Depliant itl livelli

Misure di livello con sensori di prossimità Sonar SIMATIC PXS
Nel misurare il livello di riempimento di un contenitore è spesso necessario
determinare l’altezza che assume il materiale sfuso o il liquido presente nel
contenitore stesso. Per questo compito sono particolarmente indicati i sensori di
prossimità ad ultrasuoni.
Principio di funzionamento
I sensori di prossimità Sonar lavorano senza contatto e possono rilevare tutti gli oggetti che
riflettono gli ultrasuoni.
Gli apparecchi inviano impulsi di ultrasuoni a intervalli ciclici. Se questi vengono riflessi da
un oggetto, l’eco risultante viene ricevuta e convertita in un segnale elettrico. Il
rilevamento dell’eco dipende dalla sua intensità e quindi dalla distanza dell’oggetto dal
sensore di prossimità Sonar.
I sensori di prossimità a ultrasuoni Sonar lavorano sulla base del tempo necessario per
ottenere l’eco, viene cioè analizzata la distanza temporale tra l’istante di invio e la ricezione
dell’eco.
L’esecuzione del sensore fa in modo che gli ultrasuoni siano irradiati in un cosiddetto cono
ultrasonico. Gli oggetti riflettenti sono rilevati solo all’interno di questo cono ultrasonico.
Definizione del campo di misura e sua impostazione
Lo spazio compreso tra sensore e oggetto è suddiviso in due settori. Nella zona cieca,
situata tra la superficie del sensore e il campo di rilevamento, non è possibile rilevare alcun
oggetto a causa della distanza troppo breve. E’ pertanto assolutamente necessario
mantenere la zona cieca libera. Gli oggetti localizzati all’interno del campo di misura
vengono rilevati e il sensore ne calcola la distanza.
Sensori di prossimità con uscita analogica
La distanza misurata dal sensore viene emessa direttamente come segnale analogico
proporzionale. A seconda del modello, questo segnale potrà essere del tipo in tensione
(0…10 V DC), in corrente (0/4…20 mA) oppure in frequenza (250…1500 Hz).
Il livello calcolato può essere quindi visualizzato direttamente su un pannello oppure
elaborato in un PLC dotato di schede d’ingresso analogiche o di conteggio.
Il campo di misura corrispondente al segnale analogico in uscita può essere modificato
utilizzando il dispositivo di programmazione SONPROG (n. di ordinazione 3RX4000). Con
questo dispositivo è possibile definire la misura corrispondente al segnale analogico
minimo e quella relativa al fondo scala. Inoltre è possibile stabilire se la curva del segnale è
di tipo crescente o decrescente.
SIMATIC Sensors
Proximity switches SIMATIC PX
s
La risoluzione del valore analogico è di 12
bit (4096 divisioni) eccetto il sensore
PXS100 K0 che ha una risoluzione di 8 bit
(256 divisioni). L’accuratezza della misura
è di ±1.5% per i dispositivi della serie M30
e della forma compatta K65, mentre per la
serie M18 è di ±2.5%. I sensori sono dotati
di
compensazione
interna
della
temperatura ambiente tranne la serie
M18S che ha una deriva termica dello
0,17% per grado Kelvin.
Esempio di programmazione uscita analogica con SONPROG
Sensori di prossimità Sonar con uscite di commutazione
Gli oggetti localizzati all’interno del campo di commutazione vengono rilevati tramite il
cambio di stato dell’uscita digitale.
In base al modello, l’uscita commuterà ad esempio a +24V nel modello con contatto
normalmente aperto (NO), oppure a 0V nel modello con contatto normalmente chiuso
(NC). Oggetti posti ad una distanza inferiore o superiore del campo di misura non generano
una commutazione dell’uscita. Questa funzione si chiama soppressione dello sfondo e del
primo piano. In base al modello il campo di commutazione può essere regolato tramite
potenziometri presenti sul sensore, tramite il dispositivo SONPROG oppure tramite
apprendimento “teach-in”.
Proximity switches SIMATIC PX
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Applicazione 1: misura di livello continua
Modo operativo:
analogica.
tastatore
a
riflessione
con
uscita
Il livello di riempimento del liquido viene trasmesso come
segnale analogico, ad es. 4…20 mA. L’inizio e la fine del
campo di misura possono essere impostati con SONPROG e
quindi adattati alle dimensioni del serbatoio. La curva
caratteristica può essere modificata da “crescente” a
“decrescente” con SONPROG in modo da avere un segnale
analogico direttamente proporzionale al livello. Si consiglia la
programmazione di un valore medio (solo con SONPROG!).
Proximity switches SIMATIC PX
Sensore di prossimità consigliato
Uscita
Impostazione
PXS100: Serie compatta 0
0...10 V
Potenziometro (solo
Smax)
PXS200: Serie compatta M18S
Frequenza
Fisso
PXS300: Serie compatta M18
0...10 V, 0/4...20 mA,
frequenza
SONPROG, fissa
PXS300: Serie compatta K65
0...10 V, 0/4...20 mA,
frequenza
SONPROG, fissa
PXS300: Serie compatta M30 K2
Frequenza
Fisso
PXS400: Serie compatta M30 K3
0...10 V, 0/4...20 mA
SONPROG, fissa
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Applicazione 2: segnalazione livello massimo
Modo operativo: tastatore a riflessione con soppressione
dello sfondo e uscita a commutazione.
La fine del campo di commutazione viene impostata al
massimo livello di riempimento (soppressione dello sfondo).
Se il liquido raggiunge la fine del campo di commutazione,
l’uscita commuta segnalando il livello massimo raggiunto
(allarme “Livello massimo”). La fine del campo di
commutazione, a seconda del modello, può essere impostata
tramite potenziometro presente sul sensore, con il SONPROG
oppure via apprendimento per “teach-in”.
Si consiglia la programmazione di un valore medio (solo con
SONPROG!).
Proximity switches SIMATIC PX
Sensore di prossimità consigliato
Uscita
Impostazione
PXS100: Serie compatta 0
1 NC o 1 NO
Potenziometro
PXS200: Serie compatta M30 K1
1 NC o 1 NO
Potenziometro
PXS200: Serie compatta M18S
1 NO, tastatore a
riflessione
Teach-in
PXS200: Serie compatta K08
1 NC o 1 NO, tastatore a
riflessione
Teach-in
PXS300: Serie compatta M30 K2
1 NC o 1 NO
Potenziometro o
SONPROG
PXS300: Serie compatta M18
1 NC o 1 NO
Potenziometro o
SONPROG
PXS300: Serie compatta M30 K3
1 NC o 1 NO
Potenziometro o
SONPROG
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Applicazione 3: segnalazione livello minimo
Modo operativo: barriera a riflessione con soppressione del
primo piano e uscita a commutazione.
L’inizio e la fine del campo di commutazione si impostano sul
livello di riempimento minimo. Quando il livello del liquido
raggiunge il campo di misura (+ isteresi di commutazione), il
sensore commuta l’uscita per segnalare il “Livello Minimo”
raggiunto.
L’inizio e la fine del campo di misura devono avere una
distanza minima a causa dell’isteresi e della precisione di
misura (±1.5% o ±2.5%).
Proximity switches SIMATIC PX
Sensore di prossimità consigliato
Uscita
Impostazione
PXS200: Serie compatta M30 K1
1 NC o 1 NO
Potenziometro
PXS200: Serie compatta M18S
1 NO, barriera a
riflessione
Teach-in
PXS200: Serie compatta K08
1 NC o 1 NO, barriera a
riflessione
Teach-in
PXS300: Serie compatta M30 K2
1 NC o 1 NO
Potenziometro o
SONPROG
PXS300: Serie compatta M18
1 NC o 1 NO
Potenziometro o
SONPROG
PXS300: Serie compatta M30 K3
1 NC o 1 NO
Potenziometro o
SONPROG
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Applicazione 4: segnalazione di livello massimo con preallarme
Modo operativo: tastatore a riflessione con soppressione
dello sfondo e 2 uscite di commutazione.
L’inizio e la fine del campo di commutazione S si impostano sul
campo di preallarme desiderato. Il campo di commutazione Sx
per la segnalazione di “livello massimo” verrà impostato tra la
zona cieca e l’inizio del campo S.
Se il livello del liquido aumenta fino ad entrare nel campo S, il
sensore commuterà l’uscita corrispondente di “preallarme”.
Se il livello del liquido aumenta fino ad entrare nel campo Sx, il
sensore commuta l’uscita corrispondente di “segnalazione
livello massimo”
Si consiglia la programmazione di un valore medio (solo con
SONPROG!).
Proximity switches SIMATIC PX
Sensore di prossimità consigliato
Uscita
Impostazione
PXS100: Serie compatta 3SG16
2 NO
Cavallotto
PXS300: Serie compatta M30 K2
2 NO o 2 NC
Potenziometri o
SONPROG
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Applicazione 5: segnalazione di serbatoio pieno e vuoto
Modo operativo: tastatore a riflessione con 2 uscite di
commutazione.
L’uscita di segnalazione “vuoto” viene identificata con Smin.
Impostare la soglia di commutazione Smin con il liquido al
livello minimo. Il campo per la segnalazione di “vuoto” Smin
sarà quindi compreso tra la soglia impostata fino alla fine del
campo di misura del sensore.
Se il livello del liquido scende di sotto alla soglia impostata
l’uscita Smin commuterà segnalando lo stato di serbatoio
“vuoto”.
L’uscita di segnalazione “pieno” viene identificata con Smax.
Impostare la soglia di commutazione Smax con il liquido al
livello massimo. Il campo per la segnalazione di “pieno” Smax
sarà definito tra questa soglia e l’inizio del campo di misura del
sensore.
Se il livello del liquido sale oltre la soglia impostata l’uscita
Smax commuterà per segnalare la condizione di “livello
massimo”.
Si consiglia la programmazione di un valore medio (solo con
SONPROG!).
Proximity switches SIMATIC PX
Sensore di prossimità consigliato
Uscita
Impostazione
PXS300: Serie compatta K65
SONPROG
2 NO
Teach-In o SONPROG
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Applicazione 6: comando pompa di riempimento/svuotamento
Modo operativo: tastatore a riflessione con uscita a commutazione.
Modalità operativa: Tastatore a riflessione con un’uscita digitale e programmazione
SONPROG
Svuotamento automatico
Per questa applicazione è necessario un sensore di prossimità
Sonar con uscita di commutazione 1NO.
Il livello di riempimento cresce fino ad incontrare la soglia di
massimo livello del Sonar. In questo caso l’uscita rimane
disattiva fino a quando il livello massimo non viene superato.
A questo punto l’uscita digitale del Sonar commuta per
pilotare la pompa di svuotamento fino a che il livello del
liquido non scenderà sotto al livello minimo.
Il livello minimo viene normalmente impostato in modo da
evitare lo svuotamento completo per proteggere la pompa dal
funzionamento senza liquido (protezione Dry Running).
L’uscita digitale
svuotamento.
del
Sonar
rimane
attiva
durante
lo
Riempimento automatico
Per questa applicazione è necessario un sensore Sonar con
uscita di commutazione normalmente chiusa (1NC).
L’uscita, normalmente disattiva, commuta per pilotare la
pompa di riempimento non appena il livello del liquido scende
sotto alla soglia di livello minimo.
Durante la fase di riempimento l’uscita digitale resta attiva fino
a che non viene raggiunto il livello massimo.
È caldamente consigliata l’impostazione con SONPROG di un
valore medio. Si consiglia come standard il calcolo del valore
medio su 100 letture.
Proximity switches SIMATIC PX
Sensore di prossimità consigliato
Uscita
Impostazione
PXS300: Serie compatta M30 K2 o K3
1 NO o 1 NC
Potenziometro o
SONPROG
PXS300: Serie compatta M18
1 NO o 1 NC
Potenziometro e
SONPROG
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Programmazione con SONPROG
I sensori di prossimità del tipo M30 (abilitati per SONPROG) e M18 con un’uscita a
commutazione sono idonei per il comando di pompe p. es. in applicazioni di riempimento o
svuotamento automatico di serbatoi.
Il comando della pompa può essere attivato con SONPROG nel menu Impostazioni >
Modalità di funzionamento > Level Control
La soglia di livello minimo e massimo possono essere impostate in differenti modi a
seconda del tipo di sensore sonar.
Per i tipi M30 il Livello minimo e Livello massimo possono essere impostati tramite i
potenziometri Pmin e Pmax a bordo del sensore oppure via software SONPROG.
Per i tipi M18 è possibile impostare l’inizio e la fine del campo di commutazione via
SONPROG. L’impostazione tramite potenziometro è possibile solo per la fine del campo di
commutazione. In questo caso è quindi indispensabile l’utilizzo del software SONPROG.
Ulteriori informazioni sui sensori di prossimità www.siemens.com/simatic-sensors/px
Le informazioni fornite nel presente documento contengono descrizioni e caratteristiche che possono essere soggette a modifiche a
causa di aggiornamenti di prodotto. Le presenti informazioni sono quindi da considerarsi a titolo indicativo. Informazioni esaurienti ed
aggiornate sui prodotti in oggetto sono reperibili nella documentazione ufficiale di prodotto (cataloghi, manuali d’uso e certificati)
reperibili presso www.automation.siemens.com/support. Condizioni di fornitura e dati tecnici possono subire variazioni senza preavviso.
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