Você precisa contar os veículos que entram e saem de um estacionamento ou contar as mercadorias que passam pelas esteiras transportadoras em alturas variadas em uma área designada?
Sensores fotoelétricos de feixe passante ponto a ponto são uma opção comum, mas apresentam limitações notáveis em aplicações práticas.
No entanto, os modelos de veículos e as mercadorias de contagem têm alturas diferentes, e a montagem inadequada do sensor - muito baixa ou muito alta - causará facilmente imprecisões na contagem.
Cortinas de luz de segurança são, portanto, uma alternativa muito melhor. Eles permitem a detecção de objetos em uma faixa de altura fixa (por exemplo, de uma altura de montagem de 0,5 metro até a distância máxima de detecção). Essa cobertura de altura aumenta drasticamente a precisão da detecção, garantindo a identificação confiável de veículos de todos os tamanhos.
Agora que você sabe que as cortinas de luz de segurança são a melhor opção, como usá-las para contar o total de objetos com precisão?
A seguir, apresentamos três soluções econômicas e prontas para uso para essa aplicação.
Método 1: Usar uma cortina de luz de segurança e um contador cumulativo eletromagnético
Ao usar uma cortina de luz de segurança para contar objetos, a primeira solução que vem à mente é usá-la com um contador de acumulador eletromecânico, que é o mais fácil de implementar.
Quando um objeto passa pela barreira que consiste em um transmissor e um receptor de cortina de luz de segurança, ele gera uma saída de tensão, que aciona o contador do acumulador para contar uma vez.
Como a saída de uma cortina de luz de segurança pode ser um transistor PNP, NPN ou uma saída de relé, o diagrama de fiação será diferente dependendo da saída.
Na próxima seção, mostrarei como conectá-lo corretamente.
Como fazer a conexão?
Para cortinas de luz de segurança usando NPN ou PNP saídas de transistor, você pode conectá-los conforme mostrado no diagrama abaixo:
Como nossos contadores de acumuladores eletromecânicos não têm terminais positivos e negativos, você pode conectá-los facilmente sem se preocupar com a inversão da conexão.
Vantagens
- A fiação é simples e adequada para iniciantes.
- Não é necessário nenhum conhecimento de programação; o problema de contagem pode ser resolvido apenas com hardware.
Desvantagens
- Ele só pode ser usado para contar o número total. Se você quiser emitir um alarme quando um número predefinido for atingido, haverá um problema.
- Se você quiser parar a máquina depois de atingir um valor predefinido, precisará de uma pessoa dedicada para obter os resultados da contagem, o que pode desperdiçar recursos humanos.
- Ao contar pessoas em estacionamentos ou portas automáticas, ações como um carro dando marcha à ré ao entrar ou uma pessoa passando pela porta e depois retornando podem ser contadas, o que pode levar a erros na contagem total.
- Como poucos contadores cumulativos têm recursos de comunicação, o monitoramento remoto pode ser difícil; por exemplo, é
Método 2: Usar uma cortina de luz de segurança e um contador predefinido
Esse método utiliza uma cortina de luz de segurança em conjunto com um relé de contagem predefinido (como o nosso Relé contador predefinido DH48J). Sua principal vantagem é permitir a contagem de lotes e fornecer um alarme após a conclusão.
Como funciona:
Quando um objeto interrompe o feixe de luz entre o transmissor e o receptor da cortina de luz de segurança, um sinal de contagem é acionado. O relé de contagem aumenta até que o valor predefinido seja atingido, momento em que ele emite um sinal de controle (por exemplo, para ativar um alarme). Em seguida, esse ciclo é reiniciado, permitindo a contagem eficiente e repetida de lotes.
Considerações sobre a fiação:
Nossos relés de contagem suportam vários tipos de entrada (PNP, NPN ou relé). É fundamental garantir a compatibilidade entre o circuito de entrada do relé de contagem e o tipo de sinal de saída da cortina de luz de segurança antes da conexão. Consulte o diagrama de fiação a seguir:
Vantagens:
- Contagem de lotes: Ideal para processos em lote. O relé de contagem pode ser usado de forma independente ou com contadores adicionais para essa finalidade.
- Saída de alarme: Ao atingir a contagem definida, a saída do relé pode acionar diretamente um alarme ou indicador, fornecendo um status de conclusão claro.
- Integração de controle: O sinal de saída pode ser usado para controlar outros dispositivos (por exemplo, parar um motor), facilitando as sequências de controle automatizadas.
Desvantagens:
- Suscetível a contagens duplicadas: Se o mesmo objeto entrar e sair repetidamente da zona de detecção, ele será contado várias vezes.
- Flexibilidade limitada: O sistema não é programável, o que restringe sua capacidade de executar lógica complexa e condicional.
- Falta de conectividade: Sem recursos de comunicação (por exemplo, porta RS485), o monitoramento remoto e a integração de dados não são possíveis.
Método 3: Usando uma cortina de luz de segurança, PLC e HMI
A conexão de uma cortina de luz de segurança a um PLC não é apenas a melhor solução para a contagem de objetos, mas também pode lidar com tarefas mais complexas.
Ao combinar esses dois produtos e programar o PLC de acordo, podemos evitar os erros de contagem que ocorrem nos métodos um e dois.
Agora vamos dar uma olhada mais de perto em seu princípio de funcionamento, métodos de fiação e vantagens e desvantagens.
Como funciona
Nesse método de contagem, quando um objeto bloqueia o feixe de luz da cortina de luz de segurança, a cortina de luz envia um sinal de pulso de 24 VCC ou 12 VCC para um ponto de entrada designado no PLC.
O programa de controle PLC escrito pelo usuário verifica continuamente esse sinal de entrada.
Sempre que um sinal válido é detectado, o registro do contador aumenta e o resultado da contagem é exibido na interface homem-máquina (HMI) via Ethernet.
Além disso, é possível implementar uma lógica mais avançada, como acionar um alarme para tocar uma campainha.
Como conectar os dois produtos?
O diagrama de fiação abaixo mostrará como conectar diferentes saídas de cortinas de luz de segurança a um PLC Siemens S7-200 SMART.
Vantagens
- Alta flexibilidade e inteligência: A natureza programável dos PLCs permite que eles implementem uma lógica de contagem complexa e se integrem perfeitamente a outros processos, como classificação, embalagem ou registro de dados.
- Anti-contagem dupla: Com o uso de um sensor fotoelétrico adicional, podemos obter uma contagem antidupla. Por exemplo, no exemplo mostrado abaixo, se a sequência do sinal de saída do objeto detectado for 1->2->3, ele será contado apenas uma vez; se a sequência for diferente, o PLC não contará.
- Recursos avançados de comunicação: A maioria dos CLPs é compatível com protocolos de comunicação industrial (Ethernet/IP, Profinet, Modbus etc.), o que permite o monitoramento remoto em tempo real e o fornecimento de dados para sistemas HMI ou SCADA/MES.
Desvantagens
- Alto custo: Todos esses componentes podem ser encontrados na Amazon, e os cálculos mostram que o preço desses componentes será próximo de $1.000 (cortina de luz de segurança de 1.000 mm: $499,00 (se comprada de nós, será apenas cerca de $260,0), PLC da Siemens: $220,00, dois pares de sensores fotoelétricos de feixe passante: $100.00), enquanto os dois primeiros métodos custam menos de $100 (se comprados de nós), portanto, essa solução é mais cara.
- É necessário ter conhecimento de programação: Se você não estiver familiarizado com as linguagens de programação de PLC, será difícil usá-las corretamente e gastará muito tempo para aprendê-las.
Conclusão
Em resumo, há três métodos práticos disponíveis para a contagem de objetos com cortinas de luz de segurança: emparelhamento com um contador cumulativo, um contador predefinido e uma combinação de PLC + HMI.
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