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傳感技術發(fā)展對工業(yè)智能化發(fā)展的作用
文章出處:行業(yè)資訊
責任編輯:東莞市柏奧電子有限公司
發(fā)表時間:2020-08-31
在工業(yè)自動化生產過程中,需要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產過程中的各個參數,使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)。傳感器在工業(yè)自動化生產過程中的檢測環(huán)節(jié)有著舉足輕重的作用,傳感技術的發(fā)展對工業(yè)智能化起了極大的促進作用。
工業(yè)智能化一個必備要素就是信息化的加入與大量應用。具體到生產制造現場,信息化首先要解決的是制造數據的采集、存儲、顯示和監(jiān)控。制造數據的采集首先是橫向的采集,即將生產現場的所有裝備的制造數據采集并經由連通的網絡傳輸、存儲到數據中心,并按照需要進行顯示,實現監(jiān)控,形成工廠信息化的一個基礎信息平臺。另外一方面是縱向的生產信息集成,包括上述的底層基礎信息平臺、中層的生產管理系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)以及上層的ERP系統(tǒng),由此實現完整的制造業(yè)信息化。
在整個控制理論里,所有的控制實現都是要經過前端的感知,雖然有些系統(tǒng)屬于預先性的設置,但是預先性的設置和條件式的反應完全是兩回事,在工業(yè)智能化方面也是兩個性質的。假如將一盆水潑向一個人時,如果是預設置型的,過來的不管是什么水都會躲開,因為無法對水進行感知判斷;而如果是感知型的,要對潑來的水要先感覺是冷水還是熱水,如果感覺很痛苦就會對下面的潑來的水迅速躲閃,如果感覺舒服就會很享受的迎接。在智能化方面,傳感器的角色就是這種關鍵性的,沒有了感知,智能化將無從體現。如果整個系統(tǒng)都是很多經驗性或者預測性的,這里面首先就需要超大數據的支撐,另一面在實際情況中各種變化都是新的,不可能先有一種預先對其準確無誤的預測,這就會給實際的生產造成某種隱患。所以在智能生產中,傳感器的角色是絕對關鍵的。
現代工廠自動化系統(tǒng)的信息和數據傳輸越來越依賴于智能傳感器。從前,傳感器只負責監(jiān)控和測量,卻不分析。隨著傳感器變得更加智能,它們能夠更好地對其所檢測的工作進行評估,并能實時地完成任務。傳感技術在不斷地更新與變化中,越來越多的智能技術被用在傳感器上,網絡技術也已開始與傳感器緊密結合,形成新一代的智能傳感器。智能傳感器必須讓產品生產線持續(xù)運行,通過低延遲和實時網絡,連接至高性能可編程邏輯控制器(PLC)以及人機界面(HMI)系統(tǒng)。對制造廠商而言,時間就是金錢。只要制造的產品能夠達到規(guī)定質量水平,高效的生產線就會盡可能快地持續(xù)運行。高速、可靠的傳感器必須非常迅速(數毫秒甚至更快)地監(jiān)控或者測量生產線的各種狀態(tài)。之后,網絡必須以最小時間的延遲、且不中斷生產的情況下,傳輸這種信息。我們需要大量的工業(yè)通信協(xié)議來實現所要求的關鍵通信性能,例如:PROFIBUS/PROFINET、Ethernet/IP、EtherCAT、POWERLINK、SERCOSIII等。另外,如PLC等處理元件必須正確地實時響應,否則會影響生產率,造成損失利潤。工業(yè)生產過程中,傳感器的諸多功能包括檢測溫度、運動、光學對象和位置、重量、加速度、化學成分、氣體、氣壓或者其他壓力、液體流動以及物理世界的其它方面。傳感器的工作環(huán)境是十分惡劣的,振動、強電磁干擾、沖擊、高濕、高低溫等;特別的場合還要求傳感器具有防火和阻燃功能。工業(yè)智能化目前面臨的挑戰(zhàn)是如何使智能傳感器具備上述所有的智能功能,以及傳感器如何在非常惡劣的工作環(huán)境中正常工作。
目前,智能傳感器作為21世紀最具影響力和發(fā)展前景高新技術,正引起國內外電子信息界的高度重視。光電行業(yè)開發(fā)協(xié)會(OIDA)預測,智能傳感器的國際市場銷售量將以每年20%的高速度增長,智能傳感器將在工業(yè)自動化時代扮演更加重要角色。在中國市場內,傳感器行業(yè)就是一個朝陽產業(yè),因為不管是德國的工業(yè)4.0,還是中國的工業(yè)2025,具體到物聯(lián)網、智能汽車、智能家具,這些的前端核心都是傳感器。在整個工業(yè)4.0過程中,傳感器可以說需求巨大,市場廣闊,應用廣泛,但也因為這樣,出現了技術分散、市場分散、投資分散的問題,一個“散”字正代表了現在整個傳感器市場,這對未來的發(fā)展也將是一個難點。展望2015年,傳感器產業(yè)仍將保持高速增長態(tài)勢,傳感技術會在挑戰(zhàn)難題的過程中取得更大的發(fā)展,傳感器在智能化生產進程中會發(fā)揮更加關鍵的作用。
傳感技術發(fā)展對工業(yè)智能化發(fā)展的作用