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工业自动化智能传感器使用IO-Link技术的原理

发表时间:2021-05-07 17:45【 阅读量:-

  传感器对于捕获工业机械和设备的基本诊断至关重要。随着维护机器的人员即将退休,对技术和随之而来的数据感到满意的新的年轻劳动力正在涌现。因此,制造商需要找到将领域知识从退休的一代转移到当今的智能机器的方法,以帮助下一代维护工程师。捕获上下文数据以提供更具预测性的诊断,并在整个制造企业中使用这些数据对于制造商的成功至关重要。智能传感技术的新趋势正在满足这一需求,人们对工业机械的健康有了更深入的了解。

自动化智能传感器.jpg

  传感器越来越智能


  启用了IO-Link的传感器可以传输更多数据,从而使机器可以更高效地运行。实际上,标准传感器仅限于指示对象的存在和/或不存在,而智能传感器最多可以提供32字节的循环数据,不仅包括传感器诊断信息,还包括有关应用环境的诊断信息。例如,传感器状态,镜头指示器变脏(对于光电传感器)和传感器的内部温度(对于接近传感器)。此外,这些智能传感器还提供了其他高级功能,可以使设置,维护和故障排除更加有效,包括存储多个机器配置文件,以简化生产线/班次变更和自动设备更换期间的参数调整,


  如今,三种不同类型的I/O用于处理现场I/O信号,这需要多种类型的接线(2/3/4线),配置和I/O模块。


  IO-Link是一种开放标准协议(IEC 61131-9),可以为用户提供有关许多传感器参数和功能的通用体验。IO-Link主站是允许IO-Link设备连接到计算机上与控制系统共享信息的其他网络(例如EtherNet/IP)的网关。这为操作员和维护人员带来了许多详细的机器健康诊断信息。


  尽管智能传感器提供了有关制造操作的关键见解,但不一定需要使用该技术来启用所有传感器。非关键性应用程序或具有很少问题的传感器(例如,传感器镜头不易弄脏的“清洁”应用程序)可能不需要此技术。经常变脏,在正常操作期间可能会损坏,处于极端天气条件下和/或需要在一定程度上定期更改其参数的传感器,但是,它们对于“智能”感测功能将是理想的选择。要确定切换到智能传感器是否是您的正确选择,请考虑以下关键问题:


  1.是否需要经常清洁传感器?


  传感器的操作环境可能会严重影响其传输的数据。例如,经常被碎屑阻塞,需要经常清洁或容易损坏的光电传感器镜头是智能传感器升级的主要选择。


  智能传感器将传输有关传感器问题的更详细的信息,包括它们何时发生以及问题的根源。这使OEM可以快速响应或安排例行维护,从而有助于提高运营效率并减少停机时间。


  2.您的操作是否需要反复换线?


  通过安装智能传感器,可以简化涉及频繁更换不同尺寸产品的生产线的操作。


  使用IO-Link技术的智能传感器可以在控制器中存储多个配置文件,而无需在每次更换产品时手动配置机器。这些配置文件可以在需要时下推到传感器。这提供了一些好处:用户不再需要记住每种传感器配置。每次都将相同的参数值发送到传感器,从而消除了更换传感器教学人员的潜在变化。它还可以将传感器配置时间从几分钟显着减少到毫秒。


  3.传感器多久损坏一次?


  传感器表面的频繁损坏将导致设备失去检测周围物体的能力。通常在感应式接近传感器应用中,传感器和目标必须非常接近,并且通过机器的正常磨损,它们可能会相互影响。在大多数情况下,损坏可能仅限于传感器的表面,而不一定仅限于传感器的内部线圈。发生这种情况时,发生故障时,标准传感器将不会始终发送信号。不管是否有物体,LED仍可以指示正常功能(通电)。这并不能清楚地表明存在问题。


  安装智能传感器后,诊断信息将被发送回控制器,以警告OEM传感器需要注意并且可能需要更换。除了破损检测外,当(光电传感器上的)镜头变脏,未对准,不足或过热时,高级诊断功能还可以警告操作员。智能传感器对过程状态或事件的时间戳记具有时间戳记的能力还有助于跟踪传感器何时离线或何时更改操作参数。


  4.传感器是否容易受温度变化的影响?


  极端的温度会给许多传感器带来巨大的压力。通常受极端高温或低温环境影响的设备容易损坏,从而限制了其报告诊断的能力。


  通过安装IO-Link技术,OEM制造商可以监视传感器的温度并预测是否以及何时损坏设备。这减少了制造过程中断的机会,并有助于限制恢复操作所需的时间。


  5.其他智能传感器注意事项


  具有IO-Link技术的智能传感器通常具有与标准传感器相同的目录号。这使机器制造商可以灵活地指定(和存储)产品目录号,无论他们的应用中需要标准传感器还是智能传感器。使用IO-Link主站时,传感器将仅以“智能”方式运行。这使机器制造商仅在使用IO-Link主站时才增加机器成本。当使用其他通信方法时,通常必须使用不同的传感器目录号和通信介质来启用智能设备。根据IHS在2016年的分析师研究,EtherNet/IP仍然是工业运营的领先网络。某些设备(例如传感器)不适用于该技术。在那里,IO-Link是关键的“链接技术”,它使智能传感器能够提供类似于以太网的连接性和功能,而不会增加纯以太网支持的现场设备的成本和复杂性。计算线路更改的传感器配置成本以及与传感器故障相关的停机时间,以确定是否适合使用该交换机。


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