Odporność na prądy zgrzewania do 15 kA: Zaawansowana filtracja zakłóceń elektromagnetycznych w czujnikach Contrinex

Środowisko elektromagnetyczne w spawalni (50Hz i MF) 

Nowoczesne, zrobotyzowane urządzenia spawalnicze i zgrzewarki oporowe stanowią źródło ekstremalnie silnych pól magnetycznych. W bezpośrednim otoczeniu głowic roboczych prądy wykorzystywane do trwałego łączenia metali osiągają nierzadko wartości natężenia na poziomie kilkunastu kiloamperów. Gniazda te generują zakłócenia elektromagnetyczne o dwojakiej charakterystyce. Z jednej strony są to potężne pola pochodzące z częstotliwości sieciowej, czyli 50 Hz.

Z drugiej strony – co stanowi jeszcze większe wyzwanie dla automatyków – inwertery w nowoczesnych stacjach spawania generują zakłócenia z zakresu średniej częstotliwości (MF). Tak agresywne środowisko elektromagnetyczne sprawia, że standardowe elementy indukcyjne montowane na chwytakach lub matrycach stają się bezbronne i nie potrafią poprawnie realizować swoich zadań detekcyjnych.

Fałszywe wyzwolenia (False Triggering) przy polach do 40 mT

Obecność silnych pól magnetycznych wokół sprzętu spawalniczego bezpośrednio zakłóca własne pole magnetyczne generowane przez cewkę niezabezpieczonego czujnika indukcyjnego. Zakłócenie to, wynikające najczęściej z amplitudy sięgającej nawet 40 mT, jest błędnie interpretowane przez prostą elektronikę jako obecność obróbczego detalu metalowego w strefie działania czujnika.

Prowadzi to do powstawania niezwykle problematycznego zjawiska fałszywych wyzwoleń (False Triggering). Czujnik przesyła do systemu sterowania sygnał wysoki pomimo tego, że fizycznie detal nie został w ogóle podany. W innych scenariuszach sygnał czujnika ulega stałemu zablokowaniu (zatrzaśnięciu) w jednym stanie z powodu paraliżującego wpływu pola magnetycznego. Pociąga to za sobą błędy w układach logicznych maszyny, awaryjne zatrzymania robotów i konieczność manualnego resetowania stanowisk przez operatorów.

Tłumienie zakłóceń i układy ASIC w czujnikach Weld-Immune

Firma Contrinex wyszła naprzeciw tym wyzwaniom, implementując w swoich produktach innowacyjną technologię tłumienia zakłóceń (Interference-Suppression Technology). Zaawansowane serie czujników, takie jak dedykowana spawalnictwu linia Weld-Immune (takie jak uniwersalny model DW-AS-703-M12-693) oraz flagowe modele Full Inox, zostały od podstaw zaprojektowane tak, aby całkowicie ignorować interferencje magnetyczne pochodzące z węzłów spawalniczych.

Podstawą tej sprzętowej odporności jest specjalny algorytm filtracji sygnału oraz wbudowane ekranowanie. Precyzyjnie zoptymalizowane pod kątem wykrywania w trudnych warunkach, czujniki wykorzystują układy scalone (często projektowane jako ASIC), które potrafią odseparować użyteczny sygnał od zakłócającego szumu. Dzięki temu sensory Contrinex są całkowicie niewrażliwe na interferencje magnetyczne z 50-hercowych pól spawalniczych o amplitudzie do 40 mT oraz prądy stacji MF, których natężenie sięga 15 kA.

Testy kompatybilności elektromagnetycznej (EMC)

Każde wprowadzane na rynek rozwiązanie dedykowane do środowisk spawalniczych musi być poparte wnikliwą analizą i testami wytrzymałościowymi. Producent dokłada wszelkich starań, aby czujniki zachowywały swą fabrycznie zoptymalizowaną czułość i stabilnie wykrywały cel wyłącznie wtedy, gdy znajduje się on w polu pomiarowym – eliminując tym samym problem fałszywego wyzwalania, nawet w bezpośrednim sąsiedztwie łuku i elektrod. Procedury badawcze gwarantują, że sprzęt posiada odpowiednią kompatybilność elektromagnetyczną (EMC), dając inżynierom automatykom pewność, że wdrożony komponent oprze się destrukcyjnym zjawiskom magnetycznym podczas docelowych procesów operacyjnych.

Integracja czujników ze sterownikami PLC przy 15 kA

Wykorzystanie czujników odpornych na prądy zgrzewania rozwiązuje nie tylko problemy stricte mechaniczne, ale optymalizuje również samą warstwę sterowania procesem. Brak szumów na linii czujnik-PLC oznacza bezproblemową integrację układów z wejściami cyfrowymi sterowników. Zaawansowane filtry zintegrowane w obudowie czujnika sprawiają, że czyste dane przesyłane są dalej w sposób absolutnie stabilny i wiarygodny.

Dzięki temu systemy z serii Weld-Immune   to wręcz idealne rozwiązanie do obsługi zautomatyzowanych cel spawalniczych, w szczególności tych wykorzystywanych na szeroką skalę w wymagającym przemyśle motoryzacyjnym. Dodatkowym atutem jest natywne wyposażenie sensorów w nowoczesny interfejs komunikacyjny IO-Link. Umożliwia on zdalną parametryzację oraz przesyłanie rozszerzonych ramek danych diagnostycznych, tworząc architekturę sterowania w pełni zgodną z najwyższymi wymogami Przemysłu 4.0.

Podsumowanie

Agresywne środowisko elektromagnetyczne w spawalni to dla budżetowych czujników pewny wyrok, skutkujący zjawiskiem fałszywych wyzwoleń, blokadą sygnałów PLC oraz kosztownymi zatrzymaniami pracy robotów. Rozwiązaniem pozwalającym ominąć zakłócenia częstotliwości 50 Hz oraz rygorystycznych wahań MF (aż do natężenia 15 kA) jest sprzętowa technologia wykorzystująca procesory ASIC, dostępna w takich sensorach jak DW-AS-703-M18-693 czy DW-AS-703-M8-693 z rodziny Contrinex Weld-Immune. Zapewniają one absolutną stabilność i cyfrową precyzję dzięki magistrali IO-Link. Zabezpiecz płynność swojej instalacji i wyeliminuj kosztowne zastoje maszyny, kontaktując się z naszymi doradcami. Skonsultuj swój problem technologiczny, odwiedzając witrynę www.contec.net.pl, wysyłając szczegóły na adres biuro@contec.net.pl lub dzwoniąc pod numer +48 668 279 409.