نحوه انتخاب سنسور مناسب برای اتوماسیون صنعتی با تمرکز بر سنسورهای زیمنس (Siemens)

مقدمه

در دنیای امروز که صنایع به‌سرعت به سمت اتوماسیون و دیجیتال‌سازی حرکت می‌کنند، سنسورها نقش حیاتی در کنترل، نظارت و اجرای فرآیندها ایفا می‌کنند. انتخاب یک سنسور مناسب می‌تواند تفاوت بین عملکرد بهینه و خطای مکرر در خطوط تولید باشد. شرکت زیمنس (Siemens) یکی از معتبرترین برندهای تولیدکننده تجهیزات اتوماسیون صنعتی، انواع سنسورهای دقیق، قابل‌اطمینان و با طول عمر بالا را ارائه می‌دهد. در این مقاله، به بررسی فاکتورهای کلیدی در انتخاب سنسور، معرفی انواع سنسورهای زیمنس، و کاربردهای آن‌ها در پروژه‌های اتوماسیون صنعتی می‌پردازیم.

سنسور چیست و چرا اهمیت دارد؟

سنسور ابزاری است که شرایط فیزیکی مانند دما، فشار، فاصله یا حضور جسم را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، این سیگنال‌ها به PLC یا HMI ارسال می‌شوند تا تصمیم‌گیری خودکار و اجرای فرمان‌ها انجام شود. در نتیجه، انتخاب سنسور مناسب می‌تواند:

• دقت سیستم کنترل را افزایش دهد

• هزینه نگهداری را کاهش دهد

• عمر مفید تجهیزات را بالا ببرد

• از توقف خط تولید جلوگیری کند

نحوه انتخاب سنسور مناسب برای اتوماسیون صنعتی با تمرکز بر سنسورهای زیمنس (Siemens)

انواع سنسورهای پرکاربرد در اتوماسیون صنعتی

در اتوماسیون صنعتی، بسته به نوع فرآیند، شرایط محیطی و نوع سیگنال موردنیاز، انواع مختلفی از سنسورها به‌کار می‌روند. در ادامه، پرکاربردترین نوع‌ها را بررسی می‌کنیم:

1. سنسور مجاورتی (Proximity Sensor)

سنسورهای القایی و خازنی که برای تشخیص اجسام فلزی یا غیر فلزی در فاصله کم استفاده می‌شوند. زیمنس مدل‌هایی مانند 3RG4 و 3SE5را برای محیط‌های صنعتی خشن ارائه می‌دهد.

2. سنسور نوری (Photoelectric Sensor)

با استفاده از نور مادون قرمز یا لیزر، اشیاء را در فاصله دور تشخیص می‌دهد. زیمنس سری 5WG1 یا 3SF1 را برای خطوط تولید سریع پیشنهاد می‌کند.

3. سنسور فشار (Pressure Sensor)

برای اندازه‌گیری فشار مایعات یا گازها، و ارسال اطلاعات به PLC. زیمنس سنسورهای فشار با رابط IO-Link و استاندارد IP67 تولید می‌کند.

4. سنسور دما (Temperature Sensor)

سنسورهای RTD یا ترموکوپل که در صنایع شیمیایی، غذایی و فلزی استفاده می‌شوند. زیمنس مدل‌هایی مثل SITRANS T را تولید می‌کند.

5. سنسور سطح (Level Sensor)

برای اندازه‌گیری سطح مخازن. سنسورهای زیمنس سری SITRANS L به‌ویژه در پتروشیمی و صنایع آب‌وفاضلاب استفاده می‌شود.

معیارهای انتخاب سنسور مناسب در پروژه‌های صنعتی

انتخاب سنسور باید بر اساس نیاز واقعی پروژه باشد، نه صرفاً برند یا قیمت. در ادامه چند عامل کلیدی آورده شده است:

1. نوع سیگنال مورد نیاز

آیا پروژه شما به خروجی دیجیتال نیاز دارد (تشخیص حضور/عدم حضور)، یا خروجی آنالوگ (مانند دما یا فشار متغیر)؟ زیمنس سنسورهای آنالوگ و دیجیتال با دقت بالا ارائه می‌دهد.

2. فاصله و محیط نصب

محیط‌هایی با رطوبت بالا، گردوغبار، دمای زیاد یا ارتعاش نیاز به سنسورهایی با کلاس حفاظتی IP67 یا IP68 دارند. سنسورهای زیمنس در برابر این شرایط مقاوم‌اند.

3. ولتاژ و نوع تغذیه

اکثر سنسورهای زیمنس با ولتاژ 24 ولت DC کار می‌کنند که با استانداردهای PLC زیمنس سازگار است. برخی مدل‌ها با ولتاژ 230 ولت AC نیز عرضه می‌شوند.

4. پایداری بلندمدت

کیفیت و برند سازنده اهمیت زیادی دارد. سنسورهای زیمنس در پروژه‌های بلندمدت و حیاتی استفاده می‌شوند؛ از نیروگاه‌ها گرفته تا کارخانه‌های بزرگ.

نحوه انتخاب سنسور مناسب برای اتوماسیون صنعتی با تمرکز بر سنسورهای زیمنس (Siemens)

مزایای سنسورهای زیمنس در مقایسه با برندهای دیگر

زیمنس از نظر دقت، طول عمر و پشتیبانی نرم‌افزاری نسبت به برندهایی مانند دلتا، فتک یا اشنایدر مزایای قابل‌توجهی دارد. به‌ویژه ویژگی‌هایی مثل:

• پشتیبانی از ارتباط صنعتی Profinet و IO-Link

• کالیبراسیون خودکار

• طراحی مقاوم در برابر لرزش و دمای بالا

• ادغام یکپارچه با نرم‌افزار TIA Portal

ارتباط سنسورها با PLC و HMI زیمنس

در سیستم‌های اتوماسیون زیمنس، سنسورها معمولاً به ورودی‌های دیجیتال یا آنالوگ PLC متصل می‌شوند. از آنجا اطلاعات توسط برنامه STEP7 یا TIA Portal پردازش شده و خروجی متناسب صادر می‌شود. HMI نیز می‌تواند اطلاعات سنسورها را در قالب نمودار، آلارم یا عدد نمایش دهد.

مثال کاربردی: در یک سیستم حمل‌ونقل صنعتی، سنسور نوری موقعیت جسم را تشخیص می‌دهد، اطلاعات به PLC S7-1200 می‌رسد و همزمان در پنل HMI زیمنس نمایش داده می‌شود.

راهنمای خرید سنسورهای زیمنس

برای انتخاب سنسور زیمنس باید این نکات را رعایت کنید:

• اول نوع کاربرد را مشخص کنید (تشخیص جسم؟ اندازه‌گیری سطح؟ فشار؟)

• دوم مدل PLC خود را بدانید (S7-1200 یا S7-1500 یا LOGO!)

• سوم به شرایط محیطی توجه کنید

• چهارم دیتاشیت هر سنسور را بررسی و از سایت رسمی Siemens دانلود کنید

سوالات متداول (FAQ)

س: آیا می‌توان از سنسورهای برند دیگر با PLC زیمنس استفاده کرد؟
ج: بله، در صورت هماهنگی ولتاژ و نوع سیگنال، می‌توان از سنسورهای دلتا، اشنایدر یا فتک هم استفاده کرد. ولی برای یکپارچگی بهتر، پیشنهاد می‌شود از سنسورهای زیمنس استفاده شود.

س: قیمت سنسورهای زیمنس چطور است؟
ج: معمولاً گران‌تر از برندهای چینی، اما کیفیت بسیار بالاتری دارند و در پروژه‌های بلندمدت به‌صرفه‌تر هستند.

س: آیا سنسورهای زیمنس نیاز به برنامه‌نویسی دارند؟
ج: خیر، اما برای اتصال به PLC باید در نرم‌افزار TIA Portal آدرس‌دهی و تنظیمات انجام شود.

نتیجه‌گیری

در اتوماسیون صنعتی، سنسورها قلب تشخیص و کنترل سیستم هستند. استفاده از سنسورهای زیمنس با دقت بالا، طول عمر زیاد و قابلیت ادغام با سیستم‌های کنترل زیمنس، می‌تواند عملکرد سیستم را به طرز چشمگیری ارتقا دهد. با درک درست از انواع سنسورها و ویژگی‌های پروژه، می‌توان انتخابی هوشمندانه داشت و از مزایای کامل اتوماسیون صنعتی بهره برد.