传感器——工业4.0的基石

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传感器是工业4.0的基本组成部分。他们是智能工厂的“万能之眼”;数据采集者为机器提供操作所需的信息。今天的自动化制造和物流环境-具有灵活、高吞吐量的生产、快速的产品转换和高水平的客户产品定制-如果没有无数传感器来优化生产率,将是不可能实现的,也是不经济的

简单的任务,如检测、定位、计数、测量、计时和条形码读取,就像2D和3D视觉检查、水平和流量传感器、安全激光扫描仪或光幕一样至关重要。为了满足这些需求,人们一直在开发智能传感器,以适应不同的应用,这是全球制造商与其客户密切合作的结果。无情的产品开发正在解决世界各地汽车、包装、制药、金属加工等行业的客户挑战。

工业4.0革命还是进化?

英国产业仍有一段路要走,才能充分抓住数字连接将带来的所有机遇。然而,作为务实的人,工程师们想知道工业4.0对他们来说意味着什么。4.0不会平装在一个盒子里,然后送到现场.这将是一场进化,而不是一场革命,工程师、生产和物流团队都需要一步地理解和增强自己的能力。对于任何生产环境,最优先的总是最优的可靠性和最小的停机时间。同时,工程师需要安装速度快、教学简单的传感器,而不需要专业技能来编程或委托。一旦安装,他们很容易调整,以适应生产的变化,并能够很容易地更换,当需要。

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大量的数据

传感器收集大量的数据,但直到最近,充分利用所有这些财富的能力一直受到数据在本地处理或实地一级“被困”的限制。现在,Industry4.0正在发布这些数据,并为工业界开发新的更好的方法来利用这些数据。如果传感器已经有了眼睛,那么Industry4.0给了他们一个声音和听的能力-以10-Link通信网关的形式。

与此同时,芯片技术的进步使得先进的智能能够嵌入到传感器中,使它们变得更加智能。与过去的“哑开关”不同,它们内置的功能,通过10-Link完全连接,使更复杂的生产任务能够在实地执行。因此,智能传感器将处理负载从中央控制系统转移到传感器本身。智能任务在本地实时处理,不需要将原始数据上传到中央PLC程序中,然后进行处理和操作。智能传感器减轻了机器控制器的原始数据处理负担,否则会通过典型的集中控制层次导致瓶颈和慢数据传输。

智能感知的五块构件

1. 可靠性和可用性

利润紧张使生产停工成为任何制造环境的敌人。难以看到的物体,不均匀的形状,透明的,半透明的,或者像玻璃,塑料,薄膜和箔这样的高度反射的物体可能会带来可靠性的挑战。全球制造商已经用光电传感器做出了反应,这些传感器可以简单地检测任何物体,几乎在任何工业自动化应用中都是如此,尽管存在诸如灰尘或光线差等环境挑战。

2. 灵活性

现代快速消费品的许多生产都是由批量生产驱动的。每次产品转换时,手动更改机械设置和传感器参数会造成停机和生产停工。智能传感器,如代码读取器和视觉系统,可以在线检测产品变化,并在很少或不中断的情况下自动触发对新参数设置的更改。更快速和更频繁的生产转换帮助制造商满足客户对产品多样性、本地或定制订单的需求。

3. 产品跟踪和可追溯性

在制造商尽一切努力确保产品质量的同时,召回也不可能完全被排除。严格的法规控制着生产、加工和包装的所有阶段的可追溯性,而且在不断减少的时间框架内进行召回的压力越来越大。通过RFID标签、视觉系统和条形码阅读器收集的数据,工业4.0支持的组织可以快速响应并实时检索重要数据。

4. 减少库存和便于更换

通常情况下,传感器需要更换,而制造商的响应方式是尽可能快速、方便地安装、调试或替换设备。在Industry4.0中,生产团队最大的优势之一可能是传感器设置和参数可以轻松地从PLC下载到新的传感器,以便快速更换和调试。同时,智能传感技术可以减少存储中需要保存的传感器的数量和类型,从而降低库存成本。

5. 诊断与状态监测

工业4.0中,控制系统与传感器完全连接为一个独立的可定位的实体,因此生产过程可以访问所有的诊断功能。传感器即将到达生命的尽头吗?会持续到下一次的生产转换吗?通过传感器自监测和精确通知控制系统需要更换哪种传感器的能力的结合,生产团队在监控过程中具有更大的灵活性。故障前通知可以在故障发生之前防止故障发生,传感器诊断可以集成到灵活的、基于需求的维护计划中。


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