FS-N11N Cảm biến khuếch đại sợi quang kỹ thuật số FSN11N

Keyence FS-N11N | Bộ khuếch đại cảm biến quang kỹ thuật số — Đầu ra NPN, 6 Chế độ phản hồi, APC, 12–24VDC, Đơn vị chính

Tổng quan

Bộ Keyence FS-N11N là đơn vị chính loại cáp, đầu ra NPN trong dòng bộ khuếch đại cảm biến quang kỹ thuật số FS-N của Keyence. Nó xử lý tín hiệu ánh sáng nhận được thông qua đầu cảm biến quang được gắn riêng, áp dụng xử lý tín hiệu kỹ thuật số của dòng FS-N cho dạng sóng nhận được và xuất tín hiệu chuyển mạch NPN rời rạc đến bộ điều khiển máy.

Sáu chế độ thời gian phản hồi có thể chọn — từ 50µs TỐC ĐỘ CAO đến 16ms MEGA — cho phép cùng một đơn vị vật lý phục vụ các ứng dụng từ các chu kỳ phân loại và đếm nhanh nhất đến việc phát hiện ổn định, lọc nhiễu các vật thể chuyển động chậm trong môi trường nhiễu điện.

Dòng FS-N tách biệt hoàn toàn đầu cảm biến với bộ khuếch đại xử lý tín hiệu.

Đầu quang được gắn trực tiếp tại điểm phát hiện — trong các khoang máy chật hẹp, gần bề mặt nóng, ở những vị trí rung động cao, hoặc bất cứ nơi nào thân cảm biến quang điện thông thường không thể tồn tại hoặc vừa vặn.

Bộ khuếch đại FS-N11N được gắn cách xa môi trường khắc nghiệt ở vị trí bảng ray DIN sạch sẽ, dễ tiếp cận.

Cáp quang thủy tinh hoặc nhựa kết nối đầu với bộ khuếch đại chỉ mang ánh sáng — không có tín hiệu điện nào truyền đến điểm phát hiện, điều này loại bỏ việc thu nhiễu EMI tại vị trí cảm biến và cho phép sử dụng trong các môi trường mà cảm biến điện sẽ tạo ra các đầu ra sai.

Nguồn sáng LED đỏ 4 phần tử cung cấp ánh sáng rộng, ổn định trên hình nón chấp nhận của cáp quang, góp phần vào ngưỡng phát hiện nhất quán mà bộ khuếch đại quang kỹ thuật số được chỉ định.

APC (Kiểm soát Nguồn Tự động), có thể bật hoặc tắt từ cài đặt mặc định của nhà máy là tắt, duy trì cường độ ánh sáng phát ra không đổi bất kể sự thay đổi nhiệt độ và lão hóa LED, giúp ổn định thêm biên độ phát hiện trong suốt vòng đời của cảm biến.

Thông số kỹ thuật chính

Sáu Chế độ Phản hồi — Một Bộ khuếch đại cho Mọi Tốc độ Ứng dụng

Sáu cài đặt thời gian phản hồi của FS-N11N bao phủ phạm vi 320:1 từ 50µs đến 16ms, đây là phạm vi rộng hơn hầu hết các bộ khuếch đại quang cạnh tranh cung cấp. Hiểu rõ mỗi chế độ cung cấp những gì — và chi phí của nó — là chìa khóa để sử dụng FS-N11N hiệu quả.

TỐC ĐỘ CAO ở 50µs là chế độ nhanh nhất, phù hợp để phát hiện các bộ phận nhỏ riêng lẻ trên băng tải tốc độ cao, đếm xung từ bộ mã hóa qua cáp quang, hoặc bất kỳ ứng dụng nào có cửa sổ phát hiện ngắn hơn một mili giây.

Ở chế độ TỐC ĐỘ CAO, chức năng ngăn chặn nhiễu bị tắt (0 đơn vị), nghĩa là nhiều bộ khuếch đại FS-N hoạt động trong cùng một khu vực vật lý có thể ảnh hưởng lẫn nhau nếu nguồn sáng của chúng chồng lên nhau. 

Ở chế độ TỐC ĐỘ CAO, biên độ phát hiện và khả năng chống nhiễu bị giảm xuống để ưu tiên tốc độ.

TINH TẾ ở 250µs kích hoạt 4 đơn vị ngăn chặn nhiễu — một bước nhảy đáng kể về khả năng chống nhiễu lẫn nhau cho các ứng dụng mà nhiều cảm biến quang hoạt động ở gần nhau trong khi vẫn yêu cầu phản hồi dưới mili giây.

Các chế độ TURBO đến MEGA tăng dần khả năng lọc và ngăn chặn nhiễu (lên đến 8 đơn vị ở chế độ TURBO/SIÊU/CỰC/MEGA) với chi phí giảm tốc độ phản hồi.

CỰC ở 4ms và MEGA ở 16ms phù hợp cho các mục tiêu chuyển động chậm trong môi trường công nghiệp nhiễu điện, nơi việc phát hiện ổn định, không có đầu ra sai ưu tiên hơn tốc độ chuyển mạch.

Khi chức năng ngăn chặn nhiễu được đặt thành chế độ kép, số lượng đơn vị ngăn chặn nhiễu có thể quản lý được sẽ tăng gấp đôi — hữu ích trong các cấu hình bảng điều khiển có nhiều bộ khuếch đại FS-N ở gần nhau.

Kiến trúc Đơn vị Chính và Mở rộng

Là một đơn vị chính, FS-N11N là điểm khởi đầu cho các bảng cảm biến quang đa trục. Các đơn vị mở rộng Keyence FS-N kết nối trực tiếp với giao diện bus bên của đơn vị chính, chia sẻ nguồn cung cấp và đầu ra giao tiếp của đơn vị chính mà không yêu cầu dây nối thêm cho mỗi trục được thêm vào.

Kiến trúc nối chuỗi này làm giảm độ phức tạp của dây nối bảng điều khiển trong các máy có năm, mười hoặc nhiều điểm phát hiện được phục vụ bởi cảm biến quang.

Màn hình OLED cung cấp hiển thị tương phản cao về cường độ ánh sáng nhận được, giá trị ngưỡng đã đặt và trạng thái đầu ra hiện tại — thông tin trước đây chỉ có từ các đồng hồ đo kim tương tự trên các thế hệ bộ khuếch đại quang cũ hơn.

Trong quá trình thiết lập, màn hình cho phép hiệu chuẩn một chạm: chức năng dạy lấy mẫu mức ánh sáng tại vị trí mục tiêu, tính toán ngưỡng tối ưu và áp dụng nó mà không cần điều chỉnh thủ công.

Trong quá trình sản xuất, màn hình OLED hiển thị biên độ giữa tín hiệu nhận được và ngưỡng, đây là chỉ báo thời gian thực về mức độ gần của cảm biến hoạt động với giới hạn chuyển mạch của nó — biên độ nhỏ cho biết thiết lập phát hiện cần được chú ý trước khi xảy ra đầu ra sai.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Những đầu cảm biến quang nào tương thích với FS-N11N?

FS-N11N tương thích với các đầu quang dòng FS của Keyence trên các cấu hình khuếch tán tiêu chuẩn, xuyên chùm và phản xạ ngược.

Đơn vị quang kết nối với các cổng đầu vào quang của bộ khuếch đại — một cho bộ phát, một cho bộ thu trong các thiết lập xuyên chùm, hoặc một cổng duy nhất cho các loại khuếch tán. Các đơn vị quang từ dòng FS-V hoặc các dòng cũ hơn có thể yêu cầu cáp chuyển đổi; xác nhận khả năng tương thích với Keyence đối với các đầu quang không thuộc dòng FS-N trước khi đặt hàng.

Q2: APC làm gì và khi nào nên bật nó?

APC (Kiểm soát Nguồn Tự động) liên tục giám sát và điều chỉnh cường độ ánh sáng phát ra để bù đắp cho sự thay đổi nhiệt độ và lão hóa LED. Khi APC tắt (mặc định nhà máy), cường độ phát ra được cố định và biên độ phát hiện có thể thay đổi nhẹ ở các mức nhiệt độ cực đoan.

Bật APC cho các ứng dụng trong môi trường có nhiệt độ thay đổi hoặc nơi cảm biến sẽ hoạt động trong thời gian dài mà không cần hiệu chuẩn lại, và nơi việc duy trì ngưỡng phát hiện nhất quán theo thời gian là rất quan trọng. Trong hầu hết các ứng dụng tiêu chuẩn, tắt APC với hiệu chuẩn lại định kỳ là chấp nhận được.

Q3: Dòng đầu ra tối đa được liệt kê là 100mA độc lập và 20mA kết nối nhiều — điều này có nghĩa là gì?

Khi FS-N11N được sử dụng một mình, đầu ra NPN của nó có thể hút tới 100mA. Khi nhiều đơn vị FS-N được kết nối trong một chuỗi mở rộng nối tiếp chia sẻ nguồn cung cấp chung, dòng đầu ra trên mỗi đơn vị được giới hạn ở 20mA để nằm trong dung lượng dòng điện tổng của bus được chia sẻ.

Luôn xác minh rằng tải được kết nối — thẻ đầu vào PLC, cuộn dây relay hoặc đèn báo — rút dòng điện trong giới hạn áp dụng cho cấu hình lắp đặt.

Q4: FS-N11N có thể hoạt động với nguồn điện 12V DC không?

Có. FS-N11N chấp nhận 12–24V DC (±10%), vì vậy nguồn điện 12V nằm trong thông số kỹ thuật. Ở 12V, điện áp dư của bộ thu hở NPN (1V trở xuống) và giới hạn dòng đầu ra không thay đổi.

Xác nhận rằng mạch đầu vào PLC tương thích với mức điều khiển 12V nếu nguồn là 12V — một số đầu vào PLC yêu cầu ngưỡng điện áp BẬT cao hơn có thể không được đáp ứng đáng tin cậy ở 12V.

Q5: Có thể kết nối bao nhiêu đơn vị mở rộng FS-N với một đơn vị chính FS-N11N?

Keyence chỉ định số lượng đơn vị mở rộng có thể kết nối với một đơn vị chính trong tài liệu hệ thống dòng FS-N. Giới hạn thực tế phụ thuộc vào tổng dòng điện tiêu thụ của tất cả các đơn vị được kết nối và dung lượng nguồn cung cấp nội bộ của đơn vị chính.

Đối với các bảng cảm biến quang lớn, đơn vị chính FS-N11N có thể hỗ trợ nhiều đơn vị mở rộng trên mỗi trục nối chuỗi; xác nhận số lượng mở rộng tối đa từ hướng dẫn cấu hình dòng FS-N hiện tại của Keyence cho phiên bản firmware cụ thể của đơn vị chính.