E3Z-T86 Głowa czujnika fotoelektrycznego Omron E3ZT86

Omron E3Z-T86 | Zest czujników fotoelektrycznych typu bariera — zasięg 15m, podczerwień 870nm, PNP światło włączone/ciemność włączona, 12–24VDC, 100mA, IP67, złącze M8, −40°C do +55°C

Przegląd

Zestaw czujników fotoelektrycznych typu bariera Omron E3Z-T86 z kompaktowej serii E3Z — nadajnik i odbiornik w dopasowanych kwadratowych obudowach, każdy podłączany przez 4-pinowe złącze M8, pokrywający strefę detekcji do 15 metrów z oświetleniem podczerwonym o długości fali 870nm.

Seria E3Z sprzedaje ponad milion sztuk rocznie, co odzwierciedla pozycję serii jako standardowego wyboru w szerokim zakresie zastosowań automatyki przemysłowej, pakowania, transportu materiałów i magazynowania, gdzie specyfikowane są miniaturowe czujniki fotoelektryczne.

Konfiguracja typu bariera umieszcza nadajnik po jednej stronie strefy detekcji, a odbiornik po drugiej.

Nadajnik stale emituje modulowaną wiązkę podczerwieni; odbiornik monitoruje poziom odbieranego sygnału. Gdy nieprzezroczysty obiekt przerwie ścieżkę wiązki, sygnał odbiornika spada, a wyjście przełącza się.

Jest to najbardziej odporna metoda detekcji fotoelektrycznej — nie jest ona zależna od współczynnika odbicia powierzchni obiektu, koloru, wykończenia powierzchni ani kąta prezentacji — i zapewnia najdłuższy zasięg detekcji przy danym rozmiarze czujnika.

Przy 15 metrach E3Z-T86 może pokrywać odległości, których większość czujników odbiciowych nie jest w stanie osiągnąć.

Sufiks L identyfikuje nadajnik w parze E3Z-T86 (E3Z-T86-L), a sufiks D identyfikuje odbiornik (E3Z-T86-D). Oba są sprzedawane razem jako zestaw E3Z-T86.

Nadajnik nie zawiera wyjścia przełączającego; odbiornik przetwarza odebrany sygnał i generuje wyjście PNP, które podłącza się do sterownika PLC.

Kluczowe specyfikacje

Detekcja 15-metrowa — przewaga bariery na dużych odległościach

15-metrowy zasięg detekcji E3Z-T86 jest bezpośrednim wynikiem geometrii bariery. W detekcji dyfuzyjnej nadajnik i odbiornik znajdują się w tej samej obudowie, a czujnik polega na świetle odbijającym się od obiektu i wracającym do odbiornika — poziom sygnału spada z czwartą potęgą odległości (prawo odwrotności kwadratu dwukrotnie: raz od nadajnika do obiektu, raz od obiektu do odbiornika).

W detekcji typu bariera odbiornik widzi nadajnik bezpośrednio — sygnał spada tylko z kwadratem odległości, a pełna moc wyjściowa nadajnika jest skierowana w stronę odbiornika bez strat odbiciowych.

Ta fundamentalna przewaga geometryczna wyjaśnia, dlaczego E3Z-T86 osiąga 15 metrów, podczas gdy wariant dyfuzyjno-odbiciowy E3Z pokrywa 1 metr z tej samej obudowy.

W zastosowaniach w dużych obszarach maszyn — detekcja końca linii systemu przenośników, obecność pojazdu w rampach załadunkowych, detekcja palet w alejkach magazynowych, monitorowanie bram i dostępu — 15-metrowa zdolność bariery eliminuje potrzebę stosowania dodatkowych czujników lub akcesoriów odbiciowych.

Minimalny rozmiar wykrywalnego obiektu 12 mm określa najmniejszy nieprzezroczysty obiekt, który niezawodnie przerywa wiązkę na maksymalnym zasięgu.

Mniejsze obiekty — czujniki orientacji pojedynczych produktów, detekcja cienkich części — wymagają umieszczenia czujnika bliżej obiektu, aby zapewnić, że mały obiekt w pełni przerwie przekrój wiązki w punkcie detekcji.

Podczerwień 870nm — modulacja i odporność

Długość fali bliskiej podczerwieni 870nm jest niewidoczna dla ludzkiego oka i jest znacząco tłumiona przez większość optycznych filtrów pasmowoprzepustowych — właściwości te korzystne są zarówno dla bezpieczeństwa (brak widzialnej wiązki w obszarze roboczym), jak i wydajności (modulacja na określonych częstotliwościach odróżnia własną wiązkę czujnika od otaczającej podczerwieni z oświetlenia fluorescencyjnego, lamp żarowych i światła słonecznego).

Seria E3Z firmy Omron wykorzystuje unikalny algorytm odporności na zakłócenia, który weryfikuje odebrany wzorzec modulacji, zamiast tylko mierzyć poziom sygnału.

To podejście odrzuca fałszywe sygnały z innych czujników E3Z działających w pobliżu, z wysokoczęstotliwościowych zasilaczy impulsowych i z impulsowych źródeł podczerwieni w otoczeniu — praktyczna korzyść w gęstych instalacjach czujników i środowiskach magazynowych, gdzie wiele par czujników działa w bliskiej odległości.

Od −40°C do +55°C — możliwość pracy w zimnych magazynach i gorących środowiskach

Rozszerzona ocena temperatury niskiej −40°C dotyczy modeli z złączem E3Z-T66/T86/R66/R86 — dokumentacja Omron E3Z podaje, że ten zakres pracy dotyczy tych wariantów złączy, podczas gdy inne modele E3Z mają ocenę minimum −25°C.

Ten szerszy zakres temperatur kwalifikuje E3Z-T86 do pracy w zimnych magazynach, instalacjach zewnętrznych w zimnym klimacie i urządzeniach chłodniczych, gdzie standardowe czujniki nie mogą niezawodnie działać podczas sekwencji rozruchu z głębokich zimnych temperatur.

Przy maksymalnej temperaturze +55°C E3Z-T86 obejmuje gorące środowiska przemysłowe — niewentylowane obudowy maszyn, sprzęt zewnętrzny podczas letniej eksploatacji i obszary przylegające do urządzeń procesów termicznych — bez osiągania limitów termicznych, które mogłyby zakłócić obwody wzmacniacza odbiornika.

FAQ

P1: E3Z-T86 to zestaw — czy jednostka nadajnika musi być podłączona do sterownika PLC oddzielnie?

Nie. Nadajnik (E3Z-T86-L) wymaga jedynie podłączenia zasilania (zasilanie 24V DC do przewodu brązowego, 0V do przewodu niebieskiego). Nie generuje on wyjścia PLC. Odbiornik (E3Z-T86-D) zawiera wzmacniacz, tranzystor wyjściowy i złącze M8 z wyjściem sygnału PNP (przewód czarny). Tylko odbiornik jest podłączony do wejścia sterownika PLC.

Nadajnik i odbiornik otrzymują niezależne zasilanie — nie są zasilane szeregowo. Oba wymagają aktywnego zasilania do normalnego działania.

P2: Co zmienia wybór światło włączone / ciemność włączona i kiedy każdy z nich jest odpowiedni?

Światło włączone (LO): wyjście aktywuje się po odebraniu wiązki (ścieżka jest czysta). Sterownik PLC widzi wyjście WŁĄCZONE, gdy nic nie blokuje wiązki, i WYŁĄCZONE, gdy obiekt ją blokuje. Ciemność włączona (DO): wyjście aktywuje się po przerwaniu wiązki.

Sterownik PLC widzi WŁĄCZONE, gdy obiekt znajduje się w wiązce, i WYŁĄCZONE, gdy ścieżka jest czysta. Użyj LO do standardowej detekcji obiektu, gdzie wyjście powinno wskazywać obecność obiektu (wyjście aktywuje się po detekcji).

Użyj DO do potwierdzenia, że przejście jest czyste, lub do liczenia przedmiotów przechodzących przez wiązkę (wyjście aktywuje się po przywróceniu wiązki po każdej przerwie).

P3: Kąt kierunkowości wynosi 3°–15° — jak precyzyjne musi być wyrównanie nadajnika i odbiornika?

Kąt kierunkowości określa stożek efektywnej emisji i odbioru wiązki. Zakres 3°–15° oznacza, że efektywny kąt połówkowy wiązki zaczyna się od 3°, a czujnik nadal może wykrywać przy 15° rozbieżności.

W instalacjach 15-metrowych odchylenie 3° na nadajniku przekłada się na około 785 mm przesunięcia bocznego na odbiorniku — znacznie więcej, niż może przypadkowo wytrzymać jakiekolwiek mocowanie.

W praktyce wyrównanie za pomocą poziomicy i wstępne ustawienie zgrubne ustawiają obie jednostki w granicach 1°, co zapewnia znaczący margines.

Omron zauważa, że przesunięcie osi mechanicznej i optycznej w E3Z jest mniejsze niż ±2,5°, co upraszcza wyrównanie w porównaniu do wcześniejszych konstrukcji czujników.

P4: Czy E3Z-T86 może być używany w środowiskach z innymi źródłami światła podczerwonego, takimi jak lampy grzewcze lub grzejniki podczerwieni?

Modulowany sygnał podczerwieni i algorytm odporności na zakłócenia firmy Omron odrzucają stacjonarne źródła podczerwieni — lampy żarowe, lampy grzewcze, grzejniki podczerwieni i światło słoneczne nie generują modulowanych sygnałów na częstotliwości roboczej czujnika i dlatego są odrzucane.

Impulsowe źródła podczerwieni działające w pobliżu częstotliwości modulacji czujnika są bardziej problematycznym typem zakłóceń. W praktyce odporność E3Z-T86 na światło zewnętrzne w standardowych środowiskach przemysłowych jest bardzo wysoka.

W przypadku instalacji w pobliżu suszarek impulsowych, lamp utwardzających lub systemów komunikacyjnych, podczas uruchamiania należy sprawdzić, czy nie występują zakłócenia, monitorując wskaźnik stabilności odbiornika.

P5: Jaki jest minimalny rozmiar obiektu, który można niezawodnie wykryć na odległościach krótszych niż 15 m?

Specyfikacja minimalnego rozmiaru obiektu 12 mm dotyczy maksymalnego zasięgu 15 m, gdzie kluczowym czynnikiem jest pozorny średnica wiązki w miejscu docelowym.

Na krótszych odległościach przekrój wiązki w miejscu docelowym jest mniejszy, a proporcjonalnie mniejsze obiekty można niezawodnie wykryć. 

Na odległości 1 m obiekty o średnicy około 1 mm mogą przerwać wiązkę — istotne w zastosowaniach takich jak detekcja nici, obecność cienkiego drutu lub wykrywanie krawędzi cienkiej folii.

Dla każdego konkretnego zastosowania detekcji należy przetestować minimalny niezawodnie wykrywalny rozmiar na zamierzonej odległości roboczej, zamiast polegać na nominalnej specyfikacji 12 mm dla maksymalnego zasięgu.