Các cảm biến thông minh đang mang lại một sự thay đổi trong quá trình sản xuất

Nhà máy thông minh sử dụng cảm biến thông minh để phát hiện thông minh và xử lý dữ liệu để nâng cao năng suất. Michael Kaspar, Giám đốc sản phẩm về cảm biến quang điện và sợi.

Cảm biến tự kiểm tra; các máy trạm, trong đó cảm biến và thiết bị truyền động phối hợp các trình tự và chức năng của chúng; cơ cấu sản xuất với các đơn vị độc lập quản lý và tối ưu hóa – sự xuất hiện của nhà máy thông minh có nghĩa là một sự thay đổi mô hình trong việc thực hiện các quá trình sản xuất và intralogistics.

Hội chợ Hanover 2016 đã làm rõ: Công nghiệp 4.0 và nhà máy thông minh của tương lai đã ở với chúng tôi. Sự phát triển đang được thúc đẩy bởi tính linh hoạt, minh bạch và sẵn có tốt nhất trong sản xuất và hậu cần, cùng với sự hợp tác của người máy và việc tối ưu hoá việc triển khai các nguồn lực cũng đóng một phần. Với các giải pháp cảm biến thông minh, chúng tôi đang cung cấp một danh mục các bộ cảm biến có khả năng kết nối mạng, sẵn sàng trong tương lai và hỗ trợ cả hai yêu cầu này và thực hiện chức năng tự động từ xa (Smart Tasks).

Cho dù khởi đầu hay thay thế: Đó là tất cả các hệ thống Go

Khả năng thông minh và truyền thông được cung cấp bởi giải pháp thông minh bộ cảm biến giải phóng các đường nối của tiềm năng cho việc nâng cao năng suất máy. Một loạt các thông số cài đặt có thể được hình dung, kiểm tra, và tối ưu hóa ngay cả khi giai đoạn hội nhập và ban đầu chạy thử nghiệm. Các bộ tham số cảm biến khác nhau (“cấu hình”) cũng có thể được lưu trữ trong hệ thống tự động cho các công việc, định dạng hoặc cấu hình cụ thể, sẵn sàng nạp vào cảm biến trong quá trình hoạt động mà không mất bất kỳ thời gian nào.

Các máy móc và hệ thống bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi thường xuyên của sản phẩm (ví dụ như kích cỡ gói hàng hoặc lô khác nhau) đặc biệt được hưởng lợi từ chức năng này, tạo thuận lợi cho việc chuyển đổi nhanh chóng và đáng tin cậy. Việc sử dụng linh hoạt và đồng thời của bất kỳ số cảm biến nào trực tiếp từ hệ thống điều khiển nhờ khả năng tải các thông số như khoảng cách cảm biến, trễ, hoặc tiết kiệm thời gian, ngăn ngừa lỗi, và có thể được ghi lại tại bất kỳ điểm nào.

Khi một cảm biến thông minh chỉ ra sự hiện diện hoặc mối đe dọa sắp xảy ra đối với một sự cố đối với hệ thống tự động hóa, một sự thay thế có thể được thực hiện nhanh chóng. Một khi bộ cảm biến thay thế đã được nối, nó được kiểm tra và xác nhận bởi hệ thống tự động. Sau đó, dữ liệu ứng dụng cụ thể cuối cùng hợp lệ từ bộ cảm biến tiền nhiệm sẽ được truyền trực tiếp tới bộ cảm biến mới. Vì không cần cài đặt bằng tay, máy có thể được khởi động lại sau thời gian ngừng hoạt động tối thiểu.

Tối ưu hóa tính khả dụng: Tự chẩn đoán để bảo trì dự đoán

Các bộ phận kỹ thuật tự động hóa trong một môi trường sản xuất hoặc trong các hệ thống liên địa hoá thường xuyên bị ảnh hưởng bởi các tác động môi trường như bụi, bụi bìa cứng, độ ẩm hoặc rung động. Cũng như được xác định cho các điều kiện ứng dụng khắc nghiệt nhất về mặt cơ học, điện, và các thành phần quang học của chúng, với các chức năng tự giám sát, bộ cảm biến của chúng tôi cải thiện hiệu suất và tính sẵn sàng của máy móc ngay cả khi vận hành với công suất và công suất cao. Để phát hiện các lỗi trong thời gian tốt, dữ liệu chẩn đoán có thể được sử dụng trong các công cụ phân tích hoặc gần máy hoặc dựa trên đám mây, và lỗi cũng có thể được tránh hoàn toàn với bảo trì dự đoán. Các khoảng dịch vụ có thể được tối ưu hóa một cách chu kỳ; có thể sử dụng máy dừng theo lịch trình để vệ sinh hoặc bảo trì cảm biến.

Theo cách này, việc giám sát tình trạng của cảm biến có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sẵn có của máy. Ngoài ra, bộ cảm biến thông minh của chúng tôi hỗ trợ tùy chọn hiển thị dữ liệu và cài đặt cho các nhà điều hành máy. Chỉ với một cái nhìn vào đầu cuối của HMI, một nhà điều hành có thể thấy được cảm biến đang làm việc như thế nào, ngưỡng chuyển đổi đã được cấu hình và mức độ đóng của cảm biến có thể lên tới các giá trị khoan dung quan trọng hay không.

Tự làm việc (Hầu như) Nếu không có một hệ thống tự động hóa

Trong việc thực hiện Công nghiệp 4.0, Cyber-Physical Production Systems (CPPS), ví dụ như là thiết bị thông minh, hỗ trợ điều khiển sản xuất và kiểm soát hậu cần từ xa, đáp ứng và thích ứng. Điều này đòi hỏi phải tăng cường sử dụng thông tin cảm biến sẵn có từ xa, ví dụ như để thiết lập mạch điều khiển cục bộ cho các tình huống cụ thể.

Khái niệm giải pháp bộ cảm biến thông minh là một công nghệ hỗ trợ cho các nhà máy tự tổ chức. Các chức năng có thể được thực hiện tự trị khi tương tác với các cảm biến thông minh và thiết bị truyền động khác. Khi cảm biến khoảng cách quang điện thông minh phát hiện ra sự hiện diện, hướng di chuyển và tốc độ của thiết bị, ví dụ, nó có thể gửi trực tiếp thông tin này đến một bộ kẹp thông minh, nó sẽ tự động lấy và đặt lại vị trí cho giai đoạn tiếp theo của quá trình. Khi hoàn thành, hệ thống tự động chỉ đơn giản nhận được một tín hiệu I / O để bước tiến tiếp theo có thể được bắt đầu.

Tuy nhiên, hệ thống tự động hóa không còn bị tính phí nữa với việc kiểm soát trực tiếp chức năng dò tìm / tự động. Ví dụ cho thấy các cảm biến thông minh có thể làm việc cùng nhau như thế nào trong mạng lưới tự động hóa để giảm tải ở mức kiểm soát bằng cách thực hiện các nhiệm vụ cụ thể.

Các nhiệm vụ thông minh – Giá trị gia tăng cụ thể của các cảm biến thông minh

Việc phân phối các chức năng thông minh – nói cách khác là chuyển từ hệ thống tự động sang thiết bị hiện trường – là một cách tiếp cận sẵn sàng trong tương lai để nâng cao hiệu suất và hiệu quả của mạng lưới tự động hóa. Bộ cảm biến thông minh của chúng tôi cung cấp giá trị gia tăng cụ thể mà đặt chúng ngoài các công nghệ khác trên thị trường. Các tác vụ thông minh được hưởng lợi từ sự lựa chọn truyền thông trực tiếp giữa các cảm biến và kỹ thuật truyền động – mà không cần phải thực hiện một lộ trình thông qua một hệ thống tự động hóa, điều này có ảnh hưởng đáng kể đến thời gian trong nhiều trường hợp. Tính toán tốc độ cao là một chức năng điển hình.

Cảm biến cảm ứng và quang điện tử có thể được sử dụng để phát hiện và kiểm tra tốc độ, để phát hiện hướng quay, hoặc để phát hiện và đếm các vật thể. Đánh giá tín hiệu diễn ra trong cảm biến; các mô đun truy cập trung tâm không bắt buộc. Thay vì các xung, tốc độ, vận tốc hoặc các giá trị đếm ngược mà có thể trải qua quá trình xử lý trực tiếp hơn, sẽ được đưa ra bộ điều khiển. Đo lường thời gian và chiều dài là một ví dụ khác của một chức năng có thể được thực hiện từ xa. Bộ cảm biến thông minh phát hiện và báo cáo trực tiếp kích thước của sản phẩm, ví dụ như chiều dài, kích thước khoảng cách giữa các vật đơn lẻ, hoặc tốc độ của băng tải. Tất cả điều này xảy ra mà không có bất kỳ sự can thiệp từ hệ thống tự động hóa trung tâm và giảm tải trên hệ thống tự động hóa trung tâm tương ứng; trong một số trường hợp, bộ cảm biến thông minh thậm chí có thể thay thế các thành phần tự động phức tạp.

Chức năng debouncing từ xa được Smart Sensors hỗ trợ rất hữu ích trong các ứng dụng cho việc phát hiện và đếm các vật thể liên quan đến một số lượng lớn các tín hiệu nhiễu vì các lý do liên quan đến quá trình hoặc môi trường. Chúng cho phép các tín hiệu được phân tích với độ trễ thời gian có thể cấu hình và các tín hiệu đang chờ xử lý chỉ trong một vài giây giây được xác định là nhiễu và bị triệt tiêu. Phân tích này được thực hiện tại bộ cảm biến – không phải kiểm soát cũng không phải là mạng được tải với một số lượng lớn các tín hiệu thời gian quan trọng mà phân tích có thể là quan trọng cho quá trình.

Tính truy nguyên được thông qua một chức năng tem thời gian thực hiện trong cảm biến cho phép đồng bộ các chức năng của các bộ cảm biến / bộ truyền động mà không bị trì hoãn. Các hiệu ứng Jitter có thể xảy ra trong quá trình truyền tín hiệu đến PLC và trong bối cảnh thực hiện chương trình trên PLC được tránh qua quá trình đồng bộ hóa thời gian thực dựa trên tem thời gian. Điều này cho phép tăng tốc độ máy cũng như tạo điều kiện cho việc điều khiển thiết bị truyền động có độ chính xác cao.

Các cảm biến thông minh đang mở ra những viễn cảnh khó lường

Một mặt, lợi ích tiềm tàng của Bộ cảm biến Thông minh có tính chất gia tăng – dựa trên sự gia tăng dần dần hiệu quả của các tác vụ hiện tại, ví dụ như tải thông số để nhanh chóng phục hồi và thay thế thiết bị dễ dàng, quản lý công thức và theo dõi điều kiện. Mặt khác, mức độ đổi mới vốn có trong Giải pháp Bộ cảm biến Thông minh có tính chất triệt để hơn. Trí thông minh từ xa của họ cho phép họ hoàn thành Nhiệm vụ thông minh và làm như vậy để tạo ra thông tin phát hiện chất lượng mới tốt hơn.

Kết hợp với một cảm biến khác, thông tin này có thể được cung cấp cho các hệ thống cấp cao (PLC, ERP, Cloud). Tiềm năng tăng trưởng và triệt để cho sự đổi mới này đang mở ra những quan điểm phá hoại song song với ngành công nghiệp 4.0. Bộ cảm biến thông minh kết hợp nhiều chức năng tích hợp và tự chủ cùng với các tùy chọn cho cả Internet of Things và Internet of Services. Máy móc, hệ thống, và các nhà máy đang được kết nối thông minh, làm việc tự chủ đến một mức độ rộng lớn, và do đó đạt được sự linh hoạt tối đa ở mọi cấp độ. Sự thay đổi mô hình trong sản xuất, kích hoạt bởi cảm biến thông minh và cảm biến sẵn sàng, là trong xoay.

Nguồn:Tạp chí Equipment news