เซ็นเซอร์ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมีกี่ประเภท?

เซ็นเซอร์ทางอุตสาหกรรมเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบอัตโนมัติในโรงงานและอุตสาหกรรม 4.0 เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว สิ่งแวดล้อม และการสั่นสะเทือนจะตรวจสอบสุขภาพของอุปกรณ์ รวมถึงการวางตำแหน่งเชิงเส้นหรือเชิงมุม การตรวจจับความเอียง การปรับระดับ และการตรวจจับการกระแทกหรือการตก เซ็นเซอร์จับความเคลื่อนไหวทางอุตสาหกรรมเฉพาะทางที่ใช้ส่วนประกอบของระบบเครื่องกล (MEMS) ไมโคร-ไฟฟ้า- เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม 4.0 โดยมีแบนด์วิธการตรวจจับความถี่เชิงกลที่กว้าง ความน่าเชื่อถือสูง ความเสถียรในการวัด และการทำงานที่แม่นยำถึง 105 องศา

เซ็นเซอร์ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

เซ็นเซอร์ทางอุตสาหกรรมเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบอัตโนมัติในโรงงานและอุตสาหกรรม 4.0 โดยทั่วไประบบเซ็นเซอร์ทางอุตสาหกรรมจะใช้พลังงานจากไฟ 24V DC ซึ่งแตกต่างจากเซ็นเซอร์ในระบบผู้บริโภคที่ใช้ไฟ 3V หรือ 5V อย่างมาก ด้วยเหตุนี้ ระบบเซ็นเซอร์ทางอุตสาหกรรมจึงจำเป็นต้องมีการจัดการพลังงานเพิ่มเติมเพื่อขับเคลื่อนเซ็นเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพ พวกเขาใช้เอาต์พุตดิจิทัล เช่น IO-Link ซึ่งเชื่อมต่อโดยตรงกับไมโครคอนโทรลเลอร์หรือแม้แต่ตัวรับส่งสัญญาณไร้สาย โดยปกติแล้วเอาต์พุตข้อมูลแอนะล็อกจะถูกกำหนดเงื่อนไขโดยแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานและเชื่อมโยงกับตัวแปลงแอนะล็อก-เป็น-ดิจิทัล (ADC) ภายในไมโครคอนโทรลเลอร์

1. เซ็นเซอร์สิ่งแวดล้อม

ในสภาพแวดล้อมระบบอัตโนมัติในโรงงาน เซ็นเซอร์สิ่งแวดล้อมที่ใช้วัดอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ ความดัน และเสียงรบกวน โดยทั่วไปจะใช้พลังงานจาก 24V DC เซ็นเซอร์เหล่านี้โดยทั่วไปใช้โปรโตคอลการสื่อสาร IO- เชื่อมโยงเพื่อส่งออกข้อมูลในรูปแบบดิจิทัล

2. เซ็นเซอร์รับภาพ

ในฐานะแกนหลักของระบบวิชันซิสเต็ม การตรวจจับภาพถูกนำไปใช้เป็นหลักในแอปพลิเคชันที่คำนวณวัตถุทางกายภาพ คำนวณน้ำหนักและปริมาตร และตรวจสอบรูปร่างของวัตถุ เซ็นเซอร์ภาพ High Dynamic Range (HDR) มอบชุดคุณลักษณะที่สำคัญ รวมถึงไดรเวอร์โฟกัสอัตโนมัติ (AF) และอัลกอริธึมการแก้ไขแสงเงาของเลนส์ (LSC) เพื่อรองรับการออกแบบเซ็นเซอร์ภาพทางอุตสาหกรรม-ประสิทธิภาพสูง

3. เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวและการสั่นสะเทือน

การตรวจจับและการตรวจจับการเคลื่อนไหวและการสั่นสะเทือนมีบทบาทสำคัญในการใช้งานระบบอัตโนมัติในโรงงาน รวมถึงการวางตำแหน่งเชิงเส้นหรือเชิงมุม การเอียงและการปรับระดับ การตรวจสอบสภาพมอเตอร์ และการตรวจจับการกระแทกและการตก โดยทั่วไปแล้ว เซ็นเซอร์เฉื่อยมักจะใช้พลังงานจากราง 24V DC และใช้โปรโตคอลการสื่อสารลิงก์ IO- เพื่อส่งออกข้อมูลในรูปแบบแอนะล็อกหรือดิจิทัล

4. พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์

พรอกซิมิตี้เซนเซอร์ตรวจจับการมีอยู่หรือระยะห่างของวัตถุใกล้เคียงโดยไม่ต้องสัมผัสทางกายภาพ พวกมันสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้หลักการต่างๆ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงทางคาปาซิทีฟหรืออุปนัยเพื่อตอบสนองต่อเป้าหมายโลหะหรือแสงอินฟราเรด หรือโดยการวัดเวลา-ของ-การบิน (ToF) ของโฟตอนภายในลำแสง

ST นำเสนอเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวและสิ่งแวดล้อม MEMS ที่หลากหลาย ไมโครคอนโทรลเลอร์ STM8 8- บิตและ STM32 32 บิต และโซลูชันการเชื่อมต่อที่ครอบคลุม (แบบใช้สายหรือไร้สาย รวมถึง IO-Link) เพื่อช่วยให้นักออกแบบระบบเซ็นเซอร์จัดการกับความท้าทายเหล่านี้ได้สำเร็จ

เซ็นเซอร์ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมีหลายประเภท ได้แก่:

1. เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ

เซ็นเซอร์อุณหภูมิมีตั้งแต่อุปกรณ์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวกไปจนถึงอุปกรณ์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบและ RTD (เครื่องตรวจจับอุณหภูมิความต้านทาน)

เทอร์มิสเตอร์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวก (PTC) เป็นตัวต้านทานที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นบวก ซึ่งหมายความว่าความต้านทานจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น โดยทั่วไปจะทำจากซิลิคอนเพื่อให้มีลักษณะเป็นเส้นตรง ในทางตรงกันข้าม เทอร์มิสเตอร์ PTC ประเภท-สวิตช์จะแสดงเส้นโค้งการวัดอุณหภูมิแบบไม่เชิงเส้น เมื่อเทอร์มิสเตอร์ร้อนขึ้น ความต้านทานจะลดลงจนกระทั่งถึงอุณหภูมิวิกฤติ หลังจากนั้นจะเพิ่มขึ้น

ใช้กับรีเลย์ตรวจสอบในขดลวดมอเตอร์ภายในอุปกรณ์อุตสาหกรรม เพื่อให้การป้องกันความร้อนสูงเกินจากความเสียหายของฉนวน เส้นโค้งการตอบสนองแบบไม่เชิงเส้นทำให้ความต้านทานเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิขดลวดสูงสุดที่อนุญาต ส่งผลให้รีเลย์ทำงานเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป จากนั้นสามารถเชื่อมโยงกับเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายได้

เทอร์มิสเตอร์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบ (NTC) มีความต้านทานลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น รักษาความแม่นยำในช่วงอุณหภูมิกว้างตั้งแต่ 0 องศาถึง 70 องศา โดยมีพิกัดความเผื่อ ±0.1 องศาหรือ ±0.2 องศา โดยมีความเสถียรในระยะยาว-เป็นเลิศ

โดยทั่วไปชุดโพรบเทอร์มิสเตอร์เหล่านี้จะถูกนำไปใช้ทั่วทั้ง IIoT และโรงงานอัจฉริยะเพื่อการวินิจฉัยข้อผิดพลาด องค์ประกอบเซ็นเซอร์เทอร์มิสเตอร์สามารถตรวจสอบระบบที่หลากหลายและเชื่อมโยงเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายกลับไปยังคลาวด์

ไอซีเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบอะนาล็อกและดิจิตอล

2. พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์

พรอกซิมิตี้เซนเซอร์แบบอินดักทีฟตรวจจับโลหะที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัย-อินเทอร์เฟซเครื่องจักร (HMI) ของมนุษย์ มีจำหน่ายในรุ่น DC 2- สายและ 3 สาย รวมถึงเซ็นเซอร์ที่มีเครื่องขยายสัญญาณแยกกันสำหรับการทำงานความเร็วสูง

เซ็นเซอร์วัดระยะด้วยเลเซอร์ (ลิดาร์) ช่วยให้การตรวจจับวัตถุในโทโพโลยีหนึ่ง-มิติ เช่น เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวอินฟราเรดบนสายพานลำเลียง. 2เซ็นเซอร์ D LiDAR ทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ตำแหน่งเพื่อระบุตำแหน่งของส่วนประกอบในสายการผลิต

ความใกล้เคียงและเวลา-ของ-เซ็นเซอร์การบิน (ToF)

3. เซ็นเซอร์สั่นสะเทือน

เซ็นเซอร์การสั่นสะเทือนใช้องค์ประกอบมาตรความเร่ง MEMS หรือคริสตัลเพียโซอิเล็กทริกเพื่อวัดความถี่การสั่นสะเทือนและปรับแต่งฮาร์โมนิกของระบบที่ได้รับการตรวจสอบ โดยให้ข้อมูลที่สำคัญสำหรับการวินิจฉัยข้อผิดพลาด ในขณะที่มาตรความเร่งทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวสำหรับการวัดการเอียง การตก และการกระแทก มาตรความเร่ง, ไจโรสโคป, หน่วยวัดความเฉื่อย (IMU), เข็มทิศอิเล็กทรอนิกส์

4. เซ็นเซอร์อื่นๆ: ความดัน, pH, การไหล, ความชื้น, อัลตราโซนิก, PIR, เซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริค

เซ็นเซอร์อื่นๆ ที่ใช้ในระบบอัตโนมัติ ได้แก่ เซ็นเซอร์ความดัน เซ็นเซอร์ pH สำหรับวัดความเป็นกรดของของเหลว และเซ็นเซอร์การไหล เซ็นเซอร์ความชื้น และเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกสำหรับตรวจสอบแอคทูเอเตอร์ เซ็นเซอร์ PIR เซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริค และเครื่องเข้ารหัสแบบโรตารีสามารถทำหน้าที่เป็นลิมิตสวิตช์สำหรับการวัดเกณฑ์ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

เซ็นเซอร์ IoT ทั้งหมดนี้เชื่อมต่อกับเกตเวย์ผ่านเครือข่ายเซ็นเซอร์อุตสาหกรรม (แบบมีสายหรือไร้สาย) ซึ่งจะเชื่อมโยงกับ IoT เพื่อการวิเคราะห์-แบบเรียลไทม์และการตรวจสอบสภาพ เซ็นเซอร์อุตสาหกรรมที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ ST

เซ็นเซอร์และเครือข่ายไร้สายทางอุตสาหกรรม

เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายทางอุตสาหกรรมใช้โปรโตคอลที่หลากหลาย ตั้งแต่-บลูทูธช่วงสั้นและ Zigbee ไปจนถึง Wi-Fi

สำหรับเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายอุตสาหกรรมระยะไกล- (IWSN) สามารถใช้การสื่อสารไร้สาย LoRa - พลังงานย่อย- GHz ต่ำได้

โมเด็มเซลลูล่าร์เป็นตัวเลือกที่มีราคาสูงกว่า-สำหรับเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย แต่มีความน่าเชื่อถือของเครือข่ายโทรคมนาคม นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับอัตราข้อมูลที่สูงขึ้นจากระบบวิชันซิสเต็ม ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของ IoT คุณสามารถส่งวิดีโอกลับไปยังคลาวด์เพื่อทำการวิเคราะห์ได้

การใช้พลังงานถือเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญสำหรับเครือข่ายเซ็นเซอร์อุตสาหกรรม เนื่องจากโหนดเซ็นเซอร์หลายพันตัวและตัวรับส่งสัญญาณไร้สายใช้พลังงานจำนวนมาก โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางไร้สายบางตัวใช้พลังงานน้อยกว่าโดยธรรมชาติ โดยหลักๆ จะผ่านรอบการทำงานที่ต่ำกว่า บางครั้งต้องใช้พลังงานที่สูงขึ้นในแอปพลิเคชันที่มีการโหลดสูง- เพื่อเอาชนะสัญญาณรบกวน ทำให้มั่นใจในการรวบรวมข้อมูลที่เชื่อถือได้และความน่าเชื่อถือของเครือข่าย