Cảm biến tiệm cận Autonics PFI25-8DP

Autonics PFI25-8DP là cảm biến tiệm cận điện cảm dạng dẹt, được thiết kế để phát hiện vật thể kim loại mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Sản phẩm có mặt phát hiện kích thước 25 mm, khoảng cách phát hiện danh định 8 mm, nguồn cấp 12–24 VDC và ngõ ra PNP thường mở.

Điểm khác biệt của PFI25-8DP so với cảm biến tiệm cận dạng trụ là thân hình chữ nhật dẹt, chiều dày chỉ khoảng 10,2 mm. Thiết kế này cho phép lắp cảm biến trực tiếp trên bề mặt máy, bàn gá, khuôn hoặc những vị trí không đủ không gian để khoan lỗ và lắp cảm biến dạng trụ. Autonics cũng xác định PFI là dòng cảm biến tiệm cận điện cảm dạng phẳng dành cho các ứng dụng có không gian lắp đặt hạn chế.

Thông số kỹ thuật Autonics PFI25-8DP

Các thông số riêng của PFI25-8DP được đối chiếu từ trang model và tài liệu PFI Series của Autonics. Tài liệu kỹ thuật còn cho biết cảm biến tích hợp mạch chống xung, bảo vệ đảo cực nguồn và bảo vệ quá dòng hoặc ngắn mạch ngõ ra.

Khoảng cách 8 mm có phải khoảng cách lắp đặt thực tế?

Không nên mặc định lắp vật thể cách cảm biến đúng 8 mm. Con số 8 mm là khoảng cách phát hiện danh định được đo với vật chuẩn là tấm sắt kích thước 25 × 25 × 1 mm trong điều kiện thử nghiệm của nhà sản xuất.

Autonics đưa ra công thức lựa chọn khoảng cách cài đặt:

Khoảng cách cài đặt = khoảng cách phát hiện danh định × 70%

Đối với PFI25-8DP:

8 mm × 70% = 5,6 mm

Vì vậy, khoảng cách làm việc ổn định nên được bố trí trong phạm vi từ 0 đến 5,6 mm. Phần dự phòng còn lại giúp hạn chế tình trạng cảm biến lúc nhận lúc không khi có rung động, sai số cơ khí, nhiệt độ thay đổi hoặc vật thể không giống tấm sắt tiêu chuẩn.

Nếu vật thể thực tế là inox, nhôm, đồng, vật có kích thước nhỏ hoặc bề mặt không phẳng, khoảng cách nhận có thể thấp hơn đáng kể. Cần thử trực tiếp với đúng vật mẫu trước khi chốt vị trí gá cảm biến.

Làm rõ tần số đáp ứng của PFI25-8DP

Trang model Autonics tại nhiều thị trường và tài liệu kỹ thuật PFI Series đều ghi tần số đáp ứng của PFI25-8DP là 200 Hz. Trong cùng bảng thông số của tài liệu hãng, giá trị 20 Hz được áp dụng cho các model PFI dùng nguồn AC 2 dây, không phải model DC 3 dây PFI25-8DP.

Một số trang Autonics theo khu vực hiện hiển thị 20 Hz cho PFI25-8DP, tạo ra sự không thống nhất giữa các phiên bản website. Khi đối chiếu cấu trúc bảng trong tài liệu kỹ thuật, có thể nhận thấy 200 Hz là thông số phù hợp với nhóm PFI25-8DN, PFI25-8DN2, PFI25-8DP và PFI25-8DP2; còn 20 Hz thuộc nhóm PFI25-8AO và PFI25-8AC dùng nguồn AC.

Tần số 200 Hz là giá trị trung bình được hãng đo bằng vật chuẩn và điều kiện chuyển động quy định. Không nên hiểu đơn giản rằng cảm biến luôn có thể đếm chính xác 200 sản phẩm mỗi giây, vì tốc độ thực tế còn phụ thuộc chiều dài vật thể, khoảng trống giữa các vật, tốc độ quét đầu vào PLC và chương trình điều khiển.

PFI25-8DP hoạt động theo nguyên lý nào?

PFI25-8DP hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Bên trong mặt cảm biến có cuộn dây và mạch dao động tạo ra trường điện từ ở phía trước mặt phát hiện.

Khi chưa có kim loại trong vùng cảm biến, mạch duy trì trạng thái ban đầu. Khi vật thể kim loại tiến vào vùng điện từ, dòng điện xoáy được hình thành trên bề mặt vật thể và làm thay đổi năng lượng của mạch dao động. Mạch xử lý bên trong nhận biết sự thay đổi này, sau đó chuyển trạng thái ngõ ra PNP.

Do sử dụng nguyên lý điện cảm, PFI25-8DP phù hợp để phát hiện:

• Chi tiết bằng sắt hoặc thép.
• Tấm kim loại.
• Bánh răng, cam và trục máy.
• Chốt, bu-lông hoặc đai ốc.
• Khuôn và bàn gá kim loại.
• Vật bằng inox, nhôm, đồng hoặc kim loại màu sau khi kiểm tra khoảng cách thực tế.

Cảm biến không được thiết kế để phát hiện trực tiếp các vật liệu không phải kim loại như nhựa, giấy, gỗ, kính hoặc chất lỏng.

Ưu điểm của thiết kế cảm biến dạng dẹt

Lắp được tại vị trí có chiều cao hạn chế

Thân PFI25-8DP chỉ dày khoảng 10,2 mm. Cảm biến có thể được bắt trực tiếp lên mặt phẳng bằng hai vít mà không cần khoan một lỗ xuyên lớn như khi sử dụng cảm biến trụ. Thiết kế dẹt là đặc điểm chính được Autonics nhấn mạnh cho những ứng dụng có không gian lắp đặt hạn chế.

Phát hiện theo hướng từ phía trên

Mặt phát hiện nằm trên bề mặt rộng của cảm biến. Vật thể kim loại tiến lại gần theo phương vuông góc với mặt này. Cách bố trí phù hợp khi cần đặt cảm biến bên dưới bàn gá, dọc thành máy hoặc trên một bề mặt cố định.

Khoảng cách phát hiện tương đối lớn so với chiều dày thân

Với thân dày khoảng 10,2 mm, PFI25-8DP vẫn có khoảng cách phát hiện danh định 8 mm. Điều này giúp giữ khoảng hở cơ khí giữa vật thể chuyển động và mặt cảm biến, giảm nguy cơ va chạm so với những cảm biến dẹt có khoảng cách phát hiện ngắn hơn.

Không có bộ phận chuyển động cơ khí

Việc chuyển trạng thái được thực hiện bằng mạch điện tử, không cần cần gạt hoặc tiếp điểm cơ khí như công tắc hành trình. Cảm biến phù hợp với các vị trí đóng cắt lặp lại thường xuyên, miễn là đáp ứng đúng điều kiện điện, cơ khí và môi trường do hãng quy định.

Dễ quan sát trạng thái

Đèn LED đỏ sáng khi cảm biến hoạt động giúp kỹ thuật viên kiểm tra nhanh vị trí phát hiện, căn chỉnh khoảng cách và tìm nguyên nhân khi tín hiệu không về PLC.

Ý nghĩa mã sản phẩm PFI25-8DP

Chữ P cuối mã rất quan trọng vì nó xác định loại transistor ngõ ra. Không nên chỉ kiểm tra khoảng cách 8 mm và hình dáng bên ngoài rồi thay thế bằng một model PFI khác, bởi NPN, PNP, thường mở và thường đóng yêu cầu cách đấu nối khác nhau.

Phân biệt các model PFI25-8D

Cả bốn model trên đều sử dụng nguồn DC 3 dây, mặt phát hiện 25 mm và khoảng cách danh định 8 mm. Điểm khác biệt nằm ở loại ngõ ra và trạng thái thường mở hoặc thường đóng. Trang chính thức của Autonics xác nhận PFI25-8DP là PNP thường mở, trong khi PFI25-8DP2 là PNP thường đóng.

Sơ đồ đấu dây PFI25-8DP

PFI25-8DP sử dụng cáp 3 dây với chức năng như sau:

Với ngõ ra PNP, cảm biến cấp điện áp dương ra dây đen khi phát hiện vật thể kim loại. Tải được đấu giữa dây đen và 0 VDC. Khi đưa tín hiệu vào PLC, đầu vào phải tương thích với cảm biến PNP và chân COM của nhóm đầu vào thường được kết nối về 0 VDC.

Trạng thái hoạt động

Đây là hành vi của model thường mở. Nếu hệ thống yêu cầu tín hiệu ON khi không có vật và OFF khi có vật, cần chọn PFI25-8DP2 thường đóng hoặc xử lý đảo trạng thái trong chương trình PLC sau khi đánh giá yêu cầu an toàn của hệ thống.

Không đấu PFI25-8DP trực tiếp vào nguồn AC

PFI25-8DP chỉ sử dụng nguồn một chiều. Điện áp định mức là 12–24 VDC và dải hoạt động do hãng công bố là 10–30 VDC. Cấp 110 VAC hoặc 220 VAC vào cảm biến có thể làm hỏng thiết bị.

Lưu ý khi kết nối với PLC

Kiểm tra loại đầu vào trước khi đấu

Không phải mọi module đầu vào PLC 24 VDC đều đấu giống nhau. Cần kiểm tra sơ đồ của đúng module để xác nhận nó hỗ trợ tín hiệu PNP và xác định chính xác chân COM.

Dùng chung mốc 0 VDC

Nguồn cảm biến và mạch đầu vào PLC phải có mốc điện áp phù hợp. Khi sử dụng nhiều bộ nguồn riêng biệt, cần kiểm tra cách liên kết 0 VDC theo thiết kế hệ thống và hướng dẫn của nhà sản xuất PLC.

Không vượt quá dòng tải

Ngõ ra của PFI25-8DP chịu dòng tối đa 200 mA. Khi điều khiển cuộn rơ-le hoặc tải có tính cảm, cần kiểm tra dòng làm việc, dòng khởi động và sử dụng diode hoặc mạch dập xung phù hợp. Autonics cũng khuyến nghị xử lý xung khi lắp cảm biến gần động cơ, máy hàn hoặc thiết bị tạo nhiễu mạnh.

Chờ cảm biến ổn định sau khi cấp nguồn

Tài liệu của hãng yêu cầu chờ khoảng 0,8 giây sau khi cấp nguồn trước khi sử dụng tín hiệu cảm biến cho quá trình điều khiển. Chương trình PLC nên có thời gian trễ khởi động phù hợp để tránh đọc trạng thái trong giai đoạn cảm biến chưa ổn định.

Cách lắp đặt PFI25-8DP để phát hiện ổn định

Đặt vật thể trong phạm vi tối đa 5,6 mm

Khoảng cách 5,6 mm nên được xem là giới hạn cài đặt thực tế với vật chuẩn. Trong máy có rung hoặc sai số cơ khí lớn, có thể phải chọn khoảng cách ngắn hơn để tạo thêm độ dự phòng.

Không để vật thể va vào mặt cảm biến

Cảm biến tiệm cận được thiết kế để phát hiện không tiếp xúc. Cần sử dụng chặn cơ khí hoặc thiết kế quỹ đạo phù hợp để vật thể không đập trực tiếp vào mặt cảm biến.

Siết vít đúng lực

PFI25-8DP được cố định bằng hai vít. Tài liệu Autonics quy định mô-men siết không vượt quá khoảng 1,47 N·m. Siết quá chặt có thể làm biến dạng hoặc hư hỏng vỏ nhựa của cảm biến.

Giữ khoảng cách với kim loại xung quanh

Do hoạt động bằng trường điện từ, cảm biến có thể bị ảnh hưởng bởi bàn gá, khung máy hoặc tấm kim loại ở gần mặt phát hiện. Theo sơ đồ lắp đặt của Autonics, đối với PFI25 cần tham khảo các khoảng hở tối thiểu:

• Khoảng hở bên cạnh mặt cảm biến: khoảng 5 mm.
• Khoảng cách từ mặt phát hiện đến phần kim loại bao quanh phía trước: khoảng 15 mm.

Các giá trị trên là hướng dẫn bố trí theo tài liệu PFI Series. Với kết cấu kim loại có hình dạng khác sơ đồ tiêu chuẩn, nên thử nghiệm thực tế trước khi gia công hàng loạt.

Giữ khoảng cách giữa nhiều cảm biến

Khi nhiều cảm biến tiệm cận được lắp gần nhau, trường điện từ của các cảm biến có thể gây giao thoa và làm tín hiệu không ổn định. Tài liệu PFI Series đưa ra khoảng cách tham khảo:

• Hai mặt cảm biến đối diện nhau: tối thiểu khoảng 100 mm.
• Hai cảm biến lắp song song cạnh nhau: tối thiểu khoảng 80 mm.

Nếu kết cấu máy không cho phép giữ đủ khoảng cách, cần thử nghiệm toàn bộ các trạng thái hoạt động hoặc bố trí cảm biến lệch vị trí để giảm ảnh hưởng lẫn nhau.

Đi dây cách xa dây động lực

Không nên chạy cáp cảm biến chung đường với dây động cơ, dây biến tần, dây cuộn contactor hoặc đường điện áp cao. Autonics khuyến nghị đi dây ngắn nhất có thể và tránh thiết bị tạo từ trường mạnh, sóng cao tần hoặc xung điện lớn.

Kéo dài cáp đúng quy cách

Cáp tích hợp của cảm biến dài 2 m. Khi cần kéo dài, tài liệu hãng cho phép sử dụng dây AWG22 hoặc lớn hơn với tổng chiều dài trong phạm vi 200 m. Tuy nhiên, trong môi trường nhiễu cao, nên ưu tiên chiều dài ngắn và xem xét cáp chống nhiễu phù hợp với thiết kế hệ thống. Không kéo cáp Ø4 mm với lực từ 30 N trở lên.

Ảnh hưởng của vật liệu và kích thước vật thể

Khoảng cách 8 mm được công bố khi sử dụng tấm sắt 25 × 25 × 1 mm. Khoảng cách thực tế sẽ thay đổi theo ba yếu tố chính:

Vật liệu

Sắt và thép thông thường thường cho khoảng cách gần với thông số chuẩn nhất. Inox, nhôm, đồng và các kim loại màu vẫn có thể được phát hiện nhưng khoảng cách có thể giảm.

Kích thước

Nếu vật thể nhỏ hơn tấm chuẩn 25 × 25 mm, vùng kim loại tương tác với trường điện từ giảm và khoảng cách nhận cũng có thể ngắn hơn.

Độ dày và hướng di chuyển

Vật thể quá mỏng, có hình dạng cong, cạnh nhọn hoặc đi ngang qua vùng phát hiện có thể tạo tín hiệu khác với tấm chuẩn tiến vuông góc vào mặt cảm biến.

Autonics nêu rõ khoảng cách phát hiện có thể thay đổi theo hình dạng, kích thước và vật liệu của mục tiêu. Vì vậy, vị trí lắp cuối cùng phải được kiểm tra bằng đúng chi tiết kim loại sử dụng trên máy.

Ứng dụng thực tế của Autonics PFI25-8DP

Kiểm tra chi tiết kim loại trên bàn gá

Cảm biến có thể được lắp chìm hoặc áp sát vào bề mặt gá để xác nhận chi tiết sắt, thép hoặc inox đã được đặt đúng vị trí trước khi máy thực hiện công đoạn tiếp theo.

Phát hiện hành trình cơ cấu máy

PFI25-8DP có thể phát hiện tấm chặn hoặc chi tiết kim loại gắn trên bàn trượt, xi lanh, cơ cấu kẹp và bộ phận chuyển động. Tín hiệu đưa về PLC để xác nhận cơ cấu đã đến vị trí.

Phát hiện kim loại trong máy dập và khuôn

Thiết kế dẹt phù hợp với khu vực có chiều cao hạn chế quanh khuôn, bàn máy hoặc cơ cấu cấp phôi. Cảm biến có thể xác nhận phôi kim loại đã vào vị trí trước khi cho phép chu trình tiếp tục.

Đếm sản phẩm kim loại trên băng tải

Tần số đáp ứng 200 Hz cho phép sử dụng trong nhiều hệ thống đếm hoặc kiểm tra chi tiết kim loại chuyển động. Tốc độ tối đa phải được tính theo chiều dài sản phẩm, khoảng cách giữa các sản phẩm và thời gian quét của hệ thống điều khiển.

Kiểm tra cửa hoặc nắp máy bằng chốt kim loại

Cảm biến có thể nhận biết chốt hoặc tấm kim loại gắn trên cửa và nắp máy. Tuy nhiên, PFI25-8DP là cảm biến tiệm cận thông thường, không phải công tắc cửa an toàn và không được dùng thay thế thiết bị an toàn được chứng nhận.

Phát hiện bánh răng, cam và vị trí quay

Trong điều kiện tốc độ và khoảng cách phù hợp, cảm biến có thể nhận biết răng kim loại hoặc cam quay để tạo tín hiệu vị trí. Cần kiểm tra kích thước răng, khoảng trống giữa các răng và tần số xung thực tế.

Khi nào nên chọn PFI25-8DP?

PFI25-8DP phù hợp khi hệ thống có các yêu cầu sau:

• Vật thể cần phát hiện là kim loại.
• Không gian lắp đặt có chiều cao hạn chế.
• Cần phát hiện từ mặt phía trên của cảm biến.
• Khoảng cách làm việc thực tế không vượt quá khoảng 5,6 mm với vật chuẩn.
• Hệ thống điều khiển sử dụng tín hiệu PNP.
• Cần trạng thái thường mở.
• Nguồn điều khiển là 24 VDC hoặc nằm trong dải hoạt động 10–30 VDC.
• Dòng tải ngõ ra không vượt quá 200 mA.

Khi nào không nên chọn PFI25-8DP?

• Cần phát hiện nhựa, giấy, thủy tinh, gỗ hoặc chất lỏng.
• Khoảng cách thực tế lớn hơn khả năng của cảm biến.
• PLC chỉ hỗ trợ kiểu đấu NPN và không thể thay đổi module hoặc mạch giao tiếp.
• Ứng dụng yêu cầu ngõ ra thường đóng.
• Môi trường có kim loại bao quanh nhưng không thể giữ khoảng hở cần thiết.
• Cần cảm biến chịu dầu chuyên dụng, rửa áp lực cao hoặc điều kiện vượt ngoài thông số IP67.
• Cần thiết bị có chứng nhận an toàn để bảo vệ người.

Câu hỏi thường gặp về PFI25-8DP

PFI25-8DP là NPN hay PNP?

PFI25-8DP sử dụng ngõ ra PNP thường mở. Model NPN thường mở tương ứng là PFI25-8DN.

PFI25-8DP và PFI25-8DP2 khác nhau thế nào?

PFI25-8DP là PNP thường mở, còn PFI25-8DP2 là PNP thường đóng. Các thông số chính như mặt phát hiện 25 mm, khoảng cách 8 mm và nguồn DC 3 dây tương đương nhau.

Cảm biến có đấu được nguồn 24 VDC không?

Có. Nguồn định mức của cảm biến là 12–24 VDC và dải điện áp hoạt động là 10–30 VDC. Cần đấu đúng cực nâu dương và xanh dương 0 VDC.

Khoảng cách phát hiện thực tế có đủ 8 mm không?

8 mm chỉ là khoảng cách danh định với tấm sắt chuẩn. Khoảng cách cài đặt do hãng khuyến nghị là tối đa 5,6 mm. Với inox, nhôm, vật nhỏ hoặc máy rung, khoảng cách ổn định có thể ngắn hơn.

PFI25-8DP có phát hiện inox không?

Có thể phát hiện inox vì inox là kim loại, nhưng khoảng cách có thể thấp hơn khi phát hiện sắt tiêu chuẩn. Cần kiểm tra bằng đúng loại inox, kích thước và độ dày thực tế.

PFI25-8DP có phát hiện nhôm không?

Có thể phát hiện nhôm nhưng khoảng cách thường giảm so với tấm sắt chuẩn. Không nên thiết kế vị trí lắp theo toàn bộ khoảng cách 8 mm khi mục tiêu là nhôm.

PFI25-8DP có dùng để bảo vệ người được không?

Không. Đây là cảm biến tiệm cận dùng cho phát hiện và điều khiển thông thường, không phải cảm biến an toàn. Với cửa bảo vệ, máy dập, robot hoặc vùng nguy hiểm, phải sử dụng thiết bị an toàn phù hợp và mạch fail-safe theo đánh giá rủi ro của máy.

Tại sao cảm biến nhận chập chờn?

Các nguyên nhân thường gặp gồm vật thể nằm gần giới hạn phát hiện, vật quá nhỏ, kim loại xung quanh ảnh hưởng đến trường cảm ứng, hai cảm biến đặt quá gần, nguồn bị nhiễu, dây cảm biến đi cạnh dây động lực hoặc đầu vào PLC đấu không đúng kiểu PNP.

Tài liệu cần kiểm tra trước khi lắp đặt

Khi sử dụng PFI25-8DP cho thiết kế máy hoặc thay thế cảm biến cũ, nên đối chiếu:

• Trang thông số chính thức của đúng model PFI25-8DP.
• Product Manual hoặc Instruction Manual PFI Series DC 3 dây.
• Bản vẽ kích thước hoặc tệp CAD của model.
• Sơ đồ đấu dây của đúng module đầu vào PLC.
• Khoảng cách thực tế với đúng vật thể cần phát hiện.
• Khoảng hở với khung và bàn gá kim loại.

Không nên dùng thông số của PFI25-8DP2, model AC hoặc một cảm biến PFI có hậu tố khác để thay thế cho PFI25-8DP. Thông số sản phẩm có thể được nhà sản xuất cập nhật, vì vậy cần kiểm tra lại tài liệu hiện hành trước khi gia công cơ khí hoặc sản xuất máy hàng loạt.

Thông tin đặt hàng Autonics PFI25-8DP

• Tên sản phẩm: Cảm biến tiệm cận điện cảm dạng dẹt Autonics PFI25-8DP.
• Mã sản phẩm: PFI25-8DP.
• Kích thước mặt phát hiện: 25 mm.
• Khoảng cách danh định: 8 mm.
• Khoảng cách cài đặt: 0–5,6 mm.
• Vật chuẩn: tấm sắt 25 × 25 × 1 mm.
• Nguồn cấp: 12–24 VDC.
• Ngõ ra: PNP thường mở.
• Kiểu dây: DC 3 dây, cáp liền 2 m.
• Dòng tải tối đa: 200 mA.
• Tần số đáp ứng: 200 Hz.
• Cấp bảo vệ: IP67.
• Model PNP thường đóng: PFI25-8DP2.
• Model NPN thường mở: PFI25-8DN.

Công ty TNHH Hải Phòng Tech cung cấp cảm biến tiệm cận Autonics và thiết bị tự động hóa công nghiệp. Khi yêu cầu báo giá, khách hàng nên cung cấp đầy đủ mã PFI25-8DP, số lượng, loại đầu vào PLC, vật liệu cần phát hiện và khoảng cách lắp đặt dự kiến để được kiểm tra cấu hình phù hợp.

Liên hệ

Công ty Hải Phòng Tech chuyên cung cấp các sản phẩm AUTONICS. Quý khách vui lòng liên hệ Hải Phòng Tech để nhận được báo giá ưu đãi nhất.