verticale

Soluzioni sensore dalla Building alla Factory Automation. Mondi differenti a confronto, soluzioni di sensoristica indust

Presentazione di tipiche problematiche che solitamente rendono la rilevazione instabile al variare delle condizioni ambientali, come accade nel mondo della Building Automation e della Factory Automation.Verranno mostrati i fattori comuni (es. cambio colore del target non cooperante)e saranno proposte soluzioni avanzate di sensoristica fotoelettrica che impiegano la tecnologia di rilevazione a Soppressione di Sfondo (es. people counting, controllo pezzo, controllo posizione).

Scarica il PDF Scarica il PDF
Aggiungi ai preferiti Aggiungi ai preferiti


Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
Workshop SAVE 2013

Pubblicato
da Benedetta Rampini




Settori: 

Parole chiave: 


Estratto del testo
Verona, 29-30 ottobre 2013! Soluzioni sensore dalla Building
alla Factory Automation Davide Prando - 30/10/2013 Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 2 2 Agenda Problematiche di automazione Tecnologia Sensori Fotoelettrici Sensori a Riflessione Sensori a Soppressione di Sfondo (BGS) e a Soppressione di Primo Piano (FGS) Ambiti applicativi Long Range (> 1m) Ambiti applicativi Short Range (< 1m) standard ed estreme Conclusioni ed Esperienza laboratorio Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 3 3 Panasonic: l'azienda Fondata nel 1918 per la produzione di relè Dagli anni '30 produzione di prodotti per l'automazione Brand storici National / Matsushita / NAIS / SUNX '' Panasonic Quartier Generale a Nagoya in Giappone Sede europea nei pressi di Monaco di Baviera Magazzino centralizzato Sede italiana a Bussolengo (VR) Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 4 4 Panasonic: Valori aziendali & Eco Ideas 71. Contributoper la società 2. Correttezza e Onestà 3. Cooperazione e Spirito di gruppo 4. Instancabile sforzo per migliorare 5. Cortesia e Umiltà 6. Capacità di Adattamento 7. Gratitudine Konosuke Matsushita Entro il 2018: diventare l''azienda nr. 1 di ''Green Innovation' dell''industria elettronica Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 5 5 Panasonic: prodotti per l''Automazione industriale Per ulteriori informazioni : www.Panasonic-Electric-Works.it  ''Automazione' oppure ''Componenti' confronto con Product Manager e Ufficio Tecnico allo stand Pansonic No.90 Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 6 6 Panasonic: Soluzioni Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 7 7 Panasonic: Sensoristica industriale Fotoelettrico: Fibra Ottica e Fotocellule in vari formati Induttivo: Cilindrico e Rettangolare Pressione: Con trasduttore incluso o separato Safety: Barriere di Sicurezza in Cat.2 e Cat.4 Abbattitori di carica superficiale: Airless, Conv. Forzata e Aria Compressa Responsabile Italia  Davide Prando '' Responsabile Sensoristica Industriale Ufficio Tecnico  presso sede di Bussolengo (VR) Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 8 Situazioni tipiche Problemi come questi possono capitare ... Porta Automatica che non si apre Conferma parcheggio automatizzato assente (es. in prossimità di fonti di luce esterne) Oggetti da contare che non vengono rilevati Oggetti che rendono il segnale instabile a causa dei diversi materiali e colori dell'imballo Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 9 Requisiti per i sensori A tanti problemi più o meno nascosti, si accompagnano anche prerequisiti tipici del mondo
industriale:
Robustezza meccanica, elettrica, ottica Affidabilità e Range di temperatura esteso rispetto a prodotti ''consumer' Integrabilità all''interno dell''automazione di quadro/macchina/impianto (es. Uscita a transistor PNP) Compattezza del sensore Consistenza del segnale al variare di' ' Materiale ' Riflettività ' Colore ' Presenza di interferenti (sfondi, altre persone, altre fotocelllule, etc.) ' Presenza di sporcizia nell'aria ' Installazioni outdoor (presenza di luce solare e temperture+umidità diverse dallo standard (es. T=25°C e RH=70%) A priori, non esiste la soluzione universale, ma quella più adatta alle diverse esigenze dei settori
Building Automation (porte, cancelli, controllo presenza, etc.), Factory Automation (presenza prodotto...) e
Automazione di processo (Controllo processo ...) Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 10 Tecnologie a confronto SBARRAMENTO
PRO = distanza operativa (anche decine di metri)
CONTRO = doppio cablaggio e allineamento CATARIFRANGENTE
PRO = distanza operativa e minor cablaggio
CONTRO = sensibilità alla polvere e minor precisione
Varianti usuali = polarizzate e per trasparenti RIFLESSIONE o TASTEGGIO
PRO = minimo cablaggio
CONTRO = range ridotto (decine di centimetri) Se la distanza di lavoro non è così stringente, avere il cablaggio ridotto al minimo è spesso preferibile. Inoltre, a volte la geometria del sistema non permette uno sbarramento o un catarifrangente La soluzione è pertanto solo con sensori a riflessione Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 11 Terminologia Distanza Operativa
Distanza entro cui il sensore ricevitore ''vede' il segnale ottico e quindi rileva il target Impulso Luce
Modalità di commutazione nel momento in cui viene ricevuta luce. Tipico del Tasteggio. Impulso Buio
Modalità di commutazione nel momento in cui viene oscurato il ricevuto.
Tipico di sbarramento e catarifrangente. Zona cieca (di alcuni sensori a riflessione)
Area in prossimità del sensore dove nessun oggetto può essere rilevato. Isteresi (di alcuni sensori a riflessione)
Differenza tra la distanza a cui si attiva l'uscita avvicinando il target e
la distanza a cui si disattiva l'uscita allontanando lo stesso;
si esprime in percentuale sulla distanza operativa. ATTENZIONE: questa terminologia non è universalmente condivisa Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 12 Riflessione / Tasteggio Diffuso, Focalizzato, Convergente DIFFUSO
Range dell''ordine delle decine di centimetri
Dipendenza dal colore del target
Influenzato dalla presenza degli oggetti/sfondi
circostanti (carter, passaggio di persone, etc.) FOCALIZZATO
Range dell''ordine di qualche centimetro
Dipendenza dal colore del target
Poco influenzato dalla presenza degli
oggetti/sfondi circostanti
Precisione aumentata (spot piccolo) CONVERGENTE
Range dell''ordine di qualche millimetro
Indipendenza da colore e materiale del target
Poco influenzato dalla presenza degli
oggetti/sfondi circostanti (dist. > 2 x campo
lettura) Tx = LED Rx = Un solo elemento = Diodo PIN / PhotoMOS Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 13 Riflessione / Tasteggio Focalizzato + Convergente FOCALIZZATO + CONVERGENTE Range dell''ordine di qualche millimetro
Indipendenza da colore e materiale del target
Non influenzato dalla presenza degli oggetti/sfondi circostanti
Precisione aumentata (spot piccolo) Preciso Presenza Sfondo Immune al cambio colore Fotocellula a riflessione ''universale'
MA Range dell''ordine di qualche millimetro è un forte limite Per andare oltre SERVE QUALCOSA DI DIVERSO  BGS Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 14 Dal tasteggio alla Soppressione di sfondo (BGS) Sensore con un doppio elemento sensibile ''due occhi' SALTO TECNOLOGICO rispetto ai sensori a riflessione ordinari Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 15 Soppressione di sfondo A volte riferito a ''tasteggio' o come Adjustable range reflective Permette di fissare in modo molto preciso la massima distanza di rilevazione Regolazione distanza non basata sulla sensibilità ricevitore, ma per triangolazione ottica Indipendenza dal colore anche grazie alla regolazione SOLO OTTICA (nessuna variazione
elettronica) Panasonic
 LINEE PRODOTTO DEDICATE ALLA SOLA SOPPRESSIONE DI SFONDO Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 16 BGS & FGS Soppressione di sfondo (BGS) e di primo piano (FGS) BGS  Solo oggetti Opachi Il sensore rileva il target quando la luce del trasmettitore è ricevuta in posizione A.
Il sensore rimane OFF anche senza sfondo oppure se lo sfondo è ad alta riflettività = luce su B o luce non rilevata.
Limitazione  se l''oggetto e'' molto riflettente, tanto da deflettere la luce che dovrebbe giungere ad A allora l''oggetto non è rilevato. FGS  Il sensore rileva l''oggetto quando non è presente luce all''elemento B. Può arrivare all''elemento A oppure non arrivare ad alcun elemento (oggetto riflettente)
Limitazione  deve essere presente uno sfondo BENEFICI della tecnologia BGS/FGS:
Insensibilità a cambio colore '' la rilevazione non dipenda dalla quantità di luce rilevata
Adattabilità alla geometria e al tipo di materiale
Distanza di lavoro variabile dai 10cm ai 2.5m FGS BGS Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 17 Applicazioni Long Range Porte Automatiche e Bussole
Porte Autobus
Parcheggi Automatizzati
Rilevazione e Conteggio animali NOTA di MERCATO
Conteggio persone (people counting) è un settore in espansione per motivi di: Sicurezza (controllo persone nei musei o luoghi pubblici) e
Marketing (statistica dei flussi di persone in un negozio o centro commerciale in base agli orari e i giorni dell''anno) In questo ambito le variazioni di materiale e colore sono all'ordine del giorno:
vestiti diversi indossati da persone di diversa statura. Alternative, molto più costose sono sistemi di TELECAMERE (che PERO'' NON preservano la privacy delle
persone) o di TERMOCAMERE Indipendente dal materiale Indipendente dal colore Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 18 Oltre al Controllo Accessi, di interesse applicativo è anche la Paletizzazione. Oltre alle prestazioni, si tratta di prodotti concepiti per lavorare in esterna e quindi con forte disturbo
della luce solare.
Gamma sensori Long Range Serie AMB
NON TRIMMERABILE = RANGE MASSIMO FISSO in base al P/N
ISTERESI = 5%-15%
TIME RESPONSE = 8ms
AMBIENT BRIGHTNESS = 30,000 lx
RANGE TEMPERATURA da -25°a + 75° Serie EQ30/EQ500
TRIMMERABILE = RANGE MASSIMO 2.5m
LED di segnalazione e/o stabilità
ISTERESI = 10%
TIME RESPONSE = 1ms
IP67 = robusto anche in presenza di polvere e sporcizia Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 19 Applicazioni Short Range Dalla Building alla Factory Automation e all''Impiantistica  Construttori di Macchine e Impianti Le distanze si riducono, ma precisione, velocità di risposta aumentano; l''isteresi si riduce  servono prodotti differenti dal Long Range PROBLEMA: non si può imporre il colore del target (considerato non cooperante), perchè il
prodotto in macchine può essere qualsiasi. SOLUZIONE BGS/FGS: prestazioni non condizionate da colore e materiale del target. SETTORI APPLICATIVI: Packaging Alimentare e Farmaceutico, Lavorazione di Legno e Plastica,
Assemblaggio, etc. Velocità e Precisione Velocità ed Isteresi Isteresi (vedo sovrapposizione di cartocini) Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 20 Applicazioni Short Range estreme Direzione di avanzamento del target non deterministica Con più di uno sfondo e falsi piani il soppressore standard
non riesce a separare il target dal resto Irregolarità superficiali e altamente riflettenti mettono in crisi il soppressore standard Target molto trasparente e sottile, oppure altamente riflettente e irregolare Molta polvere in sospensione che riduce la visibilità dei sensori SETTORI APPLICATIVI: Packaging con film sottile (packaging) Oggetti in plastica multicolore e superfici diversamente undulate (cosmesi) Produzione e processamento di materiali metallici (avvolgitori, movimentazione utensili) Ambiente con molta polvere in sospensione (macchine lavorazione legno e/o metallo) Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 21 Gamma Short Range Per la maggior parte delle applicazioni standard, la miniatura CX440 è in grado di risolvere
tutte le problematiche di soppressione.
Grazie alla temperatura minima di esercizio (-25°C) è possibile realizzare dell''automazione all''interno della
catena del freddo. Per applicazioni estreme: MQW.
Fotocellula a tripla ottica con doppia soppressione
di sfondo attraverso segnale differenziale.
[PSD = Photo Sensitive Device = Fotoresistenza] Serie CX440
4 diversi modelli per RANGE/PRECSIONE
LED di segnalazione e/o stabilità
ISTERESI < 5%
TIME RESPONSE = 1ms
IP67 Serie MQW
3 modelli per RANGE (3, 20 e 70cm)
TIME RESPONSE = 1ms
IP67
Case in metallo Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 22 Riepilogo Focus sui sensori a Riflessione in particolare BGS/FGS Spesso confrontabile con prodotti laser grazie a
Bassa isteresi (< 5%) e
Spot piccolo (es. 46mm a 2m con EQ34)  Rilevazione immune ad oggetti nelle prossimità Insensibilità colore grazie a tecnologia a triangolazione e regolazione solo ottica  Non mi devo preoccupare se il target cambia colore Diversi formati / range di lavoro  Prodotti adatti a diversi ambiti - da Building a Factory Automation Alta flessibilità con la combinazione di BGS/FGS  Semplicità di applicazione che non vincola il progettista Presenza di ''fuori classe' a tripla ottica  per tutte le applicazioni estreme Non è semplice ''misurare' la bontà di un BGS.
Data-sheet VS Prove sul campo Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 23 Servizio Panasonic Riguardo la soppressione BGS ed FGS, si tratta dei sensori tra i più venduti
da Panasonic
. Essi sono riconosciuti come prodotti dalle alte prestazioni in tutti gli ambiti: Short Range con CX440 ed MQW
Long Range con EQ34
L''esperienza Panasonic è a disposizione, sempre nell''intento di
dare un valore aggiunto in termini di prestazioni, integrazione e sostenibilità. Panasonic Electric Works / Davide Prando / 30-10-2013 24 DOMANDE' GRAZIE DAVIDE PRANDO
Responsabile Sensoristica Panasonic
Tel: 045/6752729
Email: davide.prando@eu.panasonic.com


© Eiom - All rights Reserved     P.IVA 00850640186