آشنایی با سنسورهای صنعتی و طبقه بندی آنها

 

در اکوسیستم پیچیده تولید مدرن، تفاوت بین یک خط تولید پر هرج و مرج و یک عملیات کارآمد و کارآمد اغلب به داده ها می رسد. در منبع این مجموعه داده ها حسگر صنعتی قرار دارد. این دستگاه ها به عنوان رابط اساسی بین دنیای فیزیکی و سیستم های کنترل دیجیتال عمل می کنند و به عنوان چشم، گوش و پوست ماشین های خودکار عمل می کنند. یکسنسور صنعتیبه طور خاص برای شناسایی تغییرات در پارامترهای فیزیکی-مانند دما، فشار، جریان، سطح، موقعیت یا لرزش-و تبدیل این واقعیت های آنالوگ به سیگنال های الکتریکی که می توانند توسط کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC)، رایانه ها یا پلتفرم های تحلیلی مبتنی بر ابر{2}} پردازش شوند، طراحی شده است. حسگرهای صنعتی برخلاف همتایان خود{4}در درجه مصرف‌کننده، برای دوام طراحی شده‌اند، قادر به مقاومت در برابر دماهای شدید، مواد شیمیایی خورنده، محیط‌های فشار{{5} و تداخل شدید الکترومغناطیسی هستند.

اهمیت سنسور صنعتی در زمینه صنعت 4.0 و اینترنت صنعتی اشیا (IIoT) قابل اغراق نیست. در یک کارخانه هوشمند، این دستگاه‌ها چیزی بیش از راه‌اندازی یک سوئیچ انجام می‌دهند. آن‌ها جریان‌های پیوسته‌ای از داده‌ها را ارائه می‌کنند که تصمیم‌گیری در زمان واقعی، نگهداری پیش‌بینی‌کننده و تضمین کیفیت را امکان‌پذیر می‌سازد. با نظارت بر سلامت ماشین آلات و وضعیت فرآیندهای تولید، حسگرها به جلوگیری از خرابی های فاجعه بار، کاهش زمان خرابی و اطمینان از ثبات محصول کمک می کنند. بدون ورودی قابل اعتماد ارائه شده توسط این واحدهای تشخیص قوی، مفهوم یک کارخانه کاملاً مستقل و خود{6}بهینه‌کننده از نظر نظری غیرممکن باقی می‌ماند.

طبقه بندی سنسورهای صنعتی برای مهندسان و یکپارچه سازان سیستم ضروری است تا ابزار مناسب را برای یک برنامه خاص انتخاب کنند. اولیه ترین روش طبقه بندی بر اساس کمیت فیزیکی در حال اندازه گیری است. در این چارچوب، سنسورها به دسته‌هایی مانند سنسورهای دما (شامل ترموکوپل، RTD و ترمیستور)، سنسورهای فشار (با استفاده از کرنش سنج‌ها یا عناصر پیزوالکتریک)، و سنسورهای جریان (با استفاده از روش‌های فشار اولتراسونیک، مغناطیسی یا فشار تفاضلی) گروه‌بندی می‌شوند. علاوه بر این، سنسورهای مجاورت برای تشخیص حضور جسم، سنسورهای بینایی برای بازرسی نوری و سنسورهای شتاب برای نظارت بر ارتعاش وجود دارد. هر دسته یک نیاز خاص را برطرف می کند و اطمینان می دهد که هر متغیر در یک فرآیند پیچیده در نظر گرفته شده است. هنگام انتخاب یک سنسور صنعتی بر اساس متغیر اندازه گیری شده، مهندسان باید محدوده، دقت و زمان پاسخگویی خاص مورد نیاز برای کار مورد نظر را در نظر بگیرند.

دومین رویکرد طبقه بندی اصلی بر روی اصل عملیاتی یا فناوری مورد استفاده برای دستیابی به تشخیص متمرکز است. این شامل فناوری های مقاومتی، خازنی، القایی، نوری و پیزوالکتریک است. به عنوان مثال، حسگرهای القایی برای تشخیص اجسام فلزی بدون تماس بسیار موثر هستند و آنها را برای فلزکاری سنگین ایده آل می کند، در حالی که حسگرهای خازنی می توانند هم مواد فلزی و هم غیر فلزی، از جمله مایعات و پودرها را شناسایی کنند. حسگرهای نوری از پرتوهای نور برای تشخیص اجسام یا اندازه‌گیری فواصل با دقت بالا استفاده می‌کنند، در حالی که حسگرهای اولتراسونیک بر امواج صوتی تکیه می‌کنند و آنها را برای محیط‌های گرد و غبار یا مه‌آلود که ممکن است نور در آنها پنهان شود، مناسب می‌سازد. درک فیزیک اساسی هر نوع سنسور صنعتی بسیار مهم است، زیرا مناسب بودن دستگاه را برای شرایط محیطی خاص و مواد هدف تعیین می کند.

در نهایت، سنسورها را می توان بر اساس نوع سیگنال خروجی آنها طبقه بندی کرد، که نحوه ارتباط آنها با سیستم کنترل را تعیین می کند. سنسورهای آنالوگ سنتی یک سیگنال پیوسته، معمولاً 4{5}}20 میلی آمپر یا 0-10 ولت، که متناسب با مقدار اندازه گیری شده است، خروجی می دهند. این برای برنامه هایی که به روند داده های دانه ای نیاز دارند مفید است. در مقابل، سنسورهای دیجیتال سیگنال‌های مجزا (روشن/خاموش) را خروجی می‌کنند یا از طریق پروتکل‌های صنعتی پیچیده مانند IO-Link، Profinet یا Ethernet/IP ارتباط برقرار می‌کنند. تغییر به سمت ارتباطات دیجیتال انقلابی در این زمینه ایجاد کرده است و به حسگرها اجازه می دهد اطلاعات تشخیصی، داده های پیکربندی و چندین متغیر فرآیند را از طریق یک کابل منتقل کنند. این تکامل یک جزء تشخیص ساده را به یک گره هوشمند در یک سیستم شبکه تبدیل می کند.

در نتیجه، سنسورهای صنعتی پایه و اساس ضروری اتوماسیون مدرن هستند. توانایی آن‌ها در درک دقیق محیط فیزیکی و تبدیل آن به داده‌های دیجیتالی عملی باعث کارایی، ایمنی و نوآوری در تمام بخش‌های صنعتی می‌شود. این دستگاه‌ها چه بر اساس آنچه اندازه‌گیری می‌کنند، چگونه کار می‌کنند و یا نحوه ارتباطشان طبقه‌بندی شوند، توانمندسازهای حیاتی عصر تولید هوشمند هستند. با ادامه پیشرفت فناوری، نقش حسگرهای صنعتی تنها گسترش می‌یابد و حتی برای اقتصاد جهانی یکپارچه‌تر، هوشمندتر و حیاتی‌تر می‌شود.

اگر به دنبال تامین کننده مطمئن قطعات اتوماسیون صنعتی هستید، لطفا به لینک زیر مراجعه کنیدقطعات کنترل صنعتیو در هر زمان با ما تماس بگیرید.