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Ultraschallsensor FAQ: Synchronbetrieb und Gleichtaktbetrieb

erstellt am: 02.01.2019 | von: | Kategorie(n): Ultraschallsensoren

Bei der Installation von Ultraschallsensoren kann es vorkommen, dass MindestabstÀnde nicht eingehalten werden und Sensoren sich dadurch gegenseitig beeinflussen. In diesem Blogbeitrag erklÀren wir, wodurch der Mindestabstand zwischen den Sensoren verringert werden kann und wie man potentiellen Fehlschaltungen vorbeugt.

1. Was muss ich beachten, wenn ich den empfohlenen Mindestabstand nicht einhalten kann?

Falls der vorgegebene Mindestabstand nicht eingehalten werden kann, bietet Pepperl+Fuchs auch Sensor-Serien mit SynchronisationseingĂ€ngen an, um MindestabstĂ€nde zu verringern und potenziell auftretenden Fehlschaltungen vorzubeugen. Entsprechend ausgestattete Sensoren können im internen oder externen Synchron- oder Multiplex-Modus verwendet werden.

2. Wie funktionieren die SynchronisationseingÀnge von Ultraschallsensoren?

Bleibt ein Synchronisationseingang offen, arbeitet der Ultraschallsensor im Normalbetrieb. Der Sensor kann durch ein externes Triggersignal gesperrt und wieder freigegeben werden, welches durch das Anlegen eines definierten Potentials (L+/L-) ausgelöst wird. Solange der Sensor gesperrt ist, findet kein Aussenden von Ultraschallimpulsen statt. Die AusgĂ€nge (Analog- und Schaltausgang) sind in diesem Zustand „eingefroren“. Eine Aktualisierung der AusgĂ€nge findet statt, nachdem der Sensor ĂŒber den Synchronisationseingang fĂŒr mindestens einen Messzyklus wieder freigegeben wurde. Diese Eigenschaft lĂ€sst sich fĂŒr einen externen Synchron- oder Multiplex-Betrieb nutzen, bei dem ein externer Taktgenerator die Sensoren triggert.

FĂŒr den internen bzw. automatischen Synchron- oder Multiplex-Betrieb ist kein externer Taktgenerator nötig, da die Sensoren ĂŒber den verbundenen Synchronisationseingang selbststĂ€ndig untereinander kommunizieren. Weitere Information ĂŒber erforderliche Signalpegel, Taktzeiten und die maximal mögliche Anzahl an Sensoren sind dem Datenblatt des jeweiligen Sensors zu entnehmen.

3. Wie funktioniert der Synchron- bzw. Gleichtaktbetrieb und was sind die jeweiligen Vorteile?

In dieser Betriebsart arbeiten die Sensoren im Gleichtaktbetrieb, d.h. sie senden gleichzeitig den Ultraschall-Impuls aus und warten auf ein reflektiertes Echo von einem Objekt im Erfassungsbereich. Dazu mĂŒssen die SynchronisationseingĂ€nge aller Sensoren miteinander verbunden werden. Je nach Sensortyp/-familie und Parametrierung lĂ€uft der Gleichtaktbetrieb automatisch ab (interne Synchronisation) oder erfordert ein externes
Triggersignal (externe Synchronisation). Die Vorteile dieser Betriebsart sind neben dem geringen Verdrahtungsaufwand durch Verbinden der SynchronisationseingÀnge die schnelle Reaktion, da jeder NÀherungsschalter stÀndig aktiv ist. Nachteilig ist, dass sich das Objekt keinem NÀherungssensor eindeutig zuordnen lÀsst.

 

 

4. FĂŒr welchen Anwendungsbereich ist der Synchron- und Gleichtaktbetrieb geeignet?

Falls grĂ¶ĂŸere Bereiche ĂŒberwacht werden sollen, ist der Zusammenschluss mehrerer Sensoren zu einem Verbund (Schallvorhang) möglich. Gerade bei engen PlatzverhĂ€ltnissen ist ein solcher Zusammenschluss vorteilhaft, da ein geringerer Mindestabstand zwischen den Sensoren erforderlich ist. Bei einer gegenĂŒberliegenden Montage sind lediglich die unten aufgefĂŒhrten AbstĂ€nde zu beachten.

5. Wie verhindere ich, dass Sensoren gleichzeitig Signale aussenden?

Durch einen Multiplexbetrieb können Sensoren zeitlich gestaffelte Abfolgen von Ultraschallimpulsen aussenden, um zu verhindern, dass Sensoren gleichzeitig Signale aussenden. Hierbei senden die Sensoren abwechselnd beziehungsweise nacheinander den Ultraschallimpuls aus und warten auf das reflektierte Echo eines Objekts. Diese Methode verhindert eine gegenseitige Beeinflussung der Sensorsignale. ZusĂ€tzlich sind die geforderten MindestabstĂ€nde zwischen den Sensoren nicht mehr einzuhalten.

Da die Sensoren nacheinander aktiviert werden, verringert sich allerdings die Ansprech-/Reaktionszeit mit jedem Sensor, der im Multiplex-Verbund ist. Bei internem Multiplexbetrieb mĂŒssen die SynchronisationseingĂ€nge aller Sensoren miteinander verbunden sein. Je nach Sensortyp/-Familie und Parametrierung lĂ€uft der Multiplexbetrieb automatisch oder es muss dem Sensor ĂŒber das Parametriertool eine Adresse zugewiesen werden. Bei externem Multiplexbetrieb ist ein externes Triggersignal notwendig und der zeitliche Ablauf muss von einer externen Steuerung koordiniert werden. Vorteile des Multiplexbetriebs sind der sichere Schutz vor gegenseitiger Beeinflussung, sowie die Zuordnungsmöglichkeit eines Objekts zu einem Sensor.

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