Versuchsanordnung
Der Laser misst den Abstand von der beweglichen Platte und überwacht mit zwei Grenzwerten ihren Bewegungsbereich. Die Platte
könnte z.B. ein Teil eines höhenverstellbaren Arbeitstisches sein.
Bei Anwendung eines Lasers als Positionssensor lässt sich eine Schaltung für Höhenverstellung mit nur wenigen
Komponenten schnell zusammenstellen. Der Keyence -Laser, der hier zum Einsatz kommt, verfügt über zwei E/A Anschlüsse. Der
erste Anschluss kann wahlweise als digitaler Ein- oder Ausgang konfiguriert werden. Der zweite Anschluss ist als digitaler
oder analoger Ausgang parametrierbar. Darüber hinaus können digitale Ein- bzw. Ausgänge als PNP oder NPN Anschlüsse verwendet
werden.
In dem Versuch werden beide E/As als PNP-Ausgänge konfiguriert.
Der erste Ausgang wird dabei als Öffner (N.C.), der zweite als Schließer (N.O.) eingestellt. Beide Ausgänge arbeiten in
dem Standard-Modus. Der Laser wird oberhalb der beweglichen Plate (z.B. Tischplatte) angebracht und misst permanent die
Entfernung zu ihr. Wir legen fest, dass sich die Platte im Bereich 130 mm bis 160 mm von dem Laser bewegen darf. Wird der maximale
Abstand überschritten oder der minimale unterschritten, wird die Bewegung gestoppt. Für die Bewegung „rauf“ ist der erste
Ausgang des Lasers zuständig, für die Bewegung „runter“ der zweite.
Der eingestellte Signalfluss sieht wie folgt aus:
Signalfluss
Der erste Ausgang führt ein HIGH-Signal bei Entfernung > 130 mm. Der zweite Ausgang hat den gleichen
Zustand bei Entfernung < 160 mm.
An der Testschaltung nehmen zwei 24 VDC Relais (HF115F) teil. Die Relais verfügen über zwei Wechsler, die
8 A schalten können.
Für Bewegung sorgt ein 24 VDC Getriebemotor.
Der Laser von Keyence (Model LR-TB5000CL) kann für Entfernungen bis zu 5 m eingesetzt werden. Zwei E/As können je
nach Bedarf als digitale Eingänge, Ausgänge oder analoge Ausgänge parametriert werden. Das Gerät arbeitet mit einer
Versorgungsspannung von 20 bis 30 VDC.
Das Einsetzen eines Lasers soll gut überlegt werden. Die Messergebnisse hängen oft mit der Beschaffenheit des Materials,
der Farbe und Lichtverhältnissen zusammen.
Der Schaltplan
Die Leuchtdioden, die in der Testschaltung parallel zu den Relaisspulen angeschlossen sind, werden in dem
Schaltplan nicht vermerkt. Sie sollen lediglich visualisieren, wann die Relais zum Einsatz kommen.
Die beiden Ausgänge des Lasers sind direkt an die Taster „rauf“ bzw. „runter“ angeschlossen. Die Taster steuern
die zwei Relais K1 und K2, die den Motor mit Spannung versorgen und die Drehrichtung bestimmen.
Beim Betätigen des Tasters „rauf“ wird das Relais K1 eingeschaltet und die Platte bewegt sich nach oben. Das ist möglich,
da der erste Ausgang des Lasers als Öffner definiert wurde und zu diesem Zeitpunkt ein HIGH-Signal führt. Die Entfernung zum
Laser verringert sich. Erreicht die Platte den Abstand von 130 mm, wird der Ausgang eingeschaltet, das Signal wechselt auf LOW,
die Spannungszufuhr zum
Taster wird unterbrochen, das Relais K1 fällt ab. Die Bewegung nach oben wird gestoppt.
Während dessen führt der zweite Ausgang entsprechend der Parametrierung konstant das HIGH-Signal. Mit dem Betätigen des
Tasters S2 beginnt die Bewegung nach unten. Dabei werden beide Relais K1 und K2 angezogen. Passiert die Platte die Entfernungsmarke
von 160 mm, schaltet der zweite Ausgang um, die Spannung für den Taster S2 wird unterbrochen, beide Relais K1 und K2 fallen ab.
Die Bewegung nach unten wird gestoppt.
Da der erste Ausgang inzwischen umgeschaltet hat, kann die Platte mit dem Taster S1 wieder nach oben bewegt werden.
