왜 IO-Link 정전용량센서를 사용해야 하는가?

IIoT에 적합하도록 업그레이드된 센서

재작년 터크는 습도보상 기능을 개선하여 티칭형 정전용량센서를 출시했다. 이 제품은 티칭어댑터나 센서의 푸시버튼을 통해 감지거리를 조정, 현장에서 포텐셔미터 조작 없이 사용할 수 있어 열악한 환경에도 이용 가능하기 때문에 한국을 비롯한 전세계의 다양한 고객사에서 많은 관심을 가진 제품이다.
터크가 최근 이 제품에 IO-Link통신을 탑재, 업그레이드 하여 IIoT(산업 사물자동화) 시대에 발맞춘 제품으로 재 탄생시켰다.

IO-Link통신의 장점
IO-Link통신은 센서의 교체 및 유지보수 용이성과 측정된 데이터의 간편한 처리 등의 부가기능을 제공하므로 특히 정전용량센서 사용에 필수적인 기능이라고 할 수 있다.

매뉴얼, 포텐셔미터 없이 티칭하는 정전용량센서
정전용량센서 사용의 어려운 점은 감지할 대상체와 환경 조건에 맞춰 설치 및 설정을 해야 한다는 점이다. 이를 캘리브레이션(교정)이라고 부르는데, 그 동안 현장에서는 수동 포텐셔미터를 이용해 작업해왔다. 이러한 방법은 최적의 알람 포인트를 조정하는데 숙련된 기술을 필요로 하고, 작업자의 주관적인 판단이나 손끝의 감각에 의존해야 하므로 설정 값의 불확실성이 여전히 존재하고, 정밀도 조절이 어렵다는 단점이 있다.
재작년에 출시된 터크의 BCT 정전용량센서는 Easy Teach 기능을 통해 스위칭 포인트를 자동으로 설정할 수 있는 장점을 가지고 있으나, 포인트 설정을 위해 작업매뉴얼을 숙지해야 하고, 정밀한 조정이 어렵다는 것이 단점이었다. 이에 터크는 IO-Link 통신 기능을 추가하여 고객이 매뉴얼 없이 직관적으로 티칭하고, 정확한 세팅을 할 수 있도록 제품을 업그레이드됐다.
IO-Link를 통해 센서를 설정할 경우, 스위칭 포인트는 자체적으로 기본 값이 세팅되며, 어댑터나 푸시 버튼을 이용할 때는, 최적의 포인트가 자동으로 계산되어 스위칭 포인트가 세팅된다. 또, 필요에 따라 NO/NC 출력 기능 등의 조건을 추가할 경우, 설정화면 하단의 필드입력을 통해 스위칭 포인트 및 측정범위 재설정이 가능하다.

대상체 구별
업그레이드된 BCT 정전용량센서의 디지털 값을 기반으로 대상체 구별이 가능한 점은 지금까지 볼 수 없었던 특별한 기능 중 하나이다. 매체가 달라지면 스펙트럼의 범위가 넓어지고, 이를 센서가 인식하여 특정 공정 값이 증가하는데, 이들 값의 차가 클수록 매체의 구별이 확실히 가능해진다. 1개의 센서로 여러 가지 매체를 구별하기 때문에 다양한 산업의 애플리케이션에 적용이 가능하며, 작업자의 관리 포인트가 줄어들고, 다양한 매체를 한 번에 모니터링 할 수 있다는 장점이 있다.

리스크 예방
이 제품의 설정 값은 12비트 단위로 확인할 수 있고, 측정 조건의 변화는 중앙에서 진단하므로 생산 공정에 영향을 끼치기 전에 선제적 예방이 가능하다. 센서 표면에 먼지가 쌓여 스위칭 신호 에러가 발생되는 등의 작동 오류를 제어 시스템에서 공정 값 분석 프로그래밍 함으로써 지속적인 모니터링이 가능하다. IO-Link 통신의 BCT 정전용량센서는 파라미터에 대한 작은 변화까지도 중앙에서 확인 가능하기 때문에 공정 모니터링을 최적화할 수 있어 매우 유용하다.

확장된 진단기능
프로세스의 신뢰성을 높이고 맞춤 설계된 제어시스템 제공을 위해 내부 온도 및 전압을 모니터링 하는 기능이 추가되었다. 센서에 가해지는 열 부하를 미리 확인할 수 있게 사용자에게 정보 및 에러신호를 전송하는 이 기능은 작업자가 설정한 임계 값에 도달하면 상태보고서가 작성되며, 장비의 손상과 다운타임 발생을 미연에 방지할 수 있다.

플리케이션
정전용량센서는 액채 또는 고체상태의 전도성 물질과 비전도성물질을 모두 감지할 수 있으며, 일반적으로 아래 물질들의 레벨을 감지하기 위해서 사용된다.
-목재, 세라믹, 유리, 종이무더기, 플라스틱, 석재, 고무, 얼음, 비철금속, 염료, 세정제, 모래, 시멘트, 비료, 소금, 설탕, 밀가루, 커피, 플라스틱 입자, 흩날리는 과립, 곡물, 동물 사료, 나무 대팻밥, 물, 오일, 음료, 접착제, 광택제

정전용량센서의 가장 큰 이점은 비금속 용기를 통과하여 매체의 감지가 가능하다는 것이다. 이 비접촉식 감지는 특히 아래의 애플리케이션에서 유용하게 이용된다.
-광택제와 접착제 용기 내 레벨모니터링
-충진 및 포장설비, 골판지 포장 레벨 제어
-컨베이어벨트와 롤러 컨베이어 위 물체 유무 및 위치 감지, 모니터링
-적재 높이 스캐닝 예) 종이, 칩보드
-벌크 제품의 레벨 제어 예)동물사료, 과립제품
-목재 가공다.

자료제공 | 터크(www.turck.com)

<박스 기사>
터크 M8 근접센서의 업데이트

터크가 2016년 독일의 대표적인 자동화 전시회 중 하나인 SPS IPC Drives 에서 원주형 M8근접센서의 포트폴리오를 확장하여 선보였다. 이번에 출품된 M8 근접센서는 페라이트-코어 방식의 범용 타입으로, 특히 주목할 점은 감지거리가 약 50% 연장되는 등 전체적으로 업그레이드되었다는 점이다.
기존에 2㎜까지 감지 가능했던 매립형 센서는 3㎜ 감지거리 타입까지 확장되었고, 돌출형 타입은 3~5㎜까지 감지가 가능해졌다. 또, 새로운 센서 기술 적용으로 이제 15㎜의 매우 짧은 하우징 제품도 만나볼 수 있다는 것도 한 가지 특징이다.
이 M8 근접센서는 15㎜, 22㎜, 30㎜, 40㎜의 길이로 제작되며, NC (Normally Closed) 접점 혹은 NO/NC겸용 타입, 케이블형, 커넥터형 (M12, M8) 등의 다양한 하우징 중에서 선택 가능하다. 기존의 근접센서와 같이 감지거리에 따라 매립형, 돌출형 등의 디자인을 추가적으로 선택하여 활용할 수 있다.
케이블 타입의 센서는 드레그 체인 사용이 가능하게끔 제작되며, LED 표시등의 경우 반투명 커버를 통해 어느 각도에서나 신호 상태를 확인할 수 있게 업그레이드된 디자인을 선보였다. 

자료제공 | 터크(www.turck.com)