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“工業(yè)4.0”時代，傳感器技術有哪些新變革？

2019-02-20 08:44:14來源：新戰(zhàn)略機器人全媒體 關鍵詞：傳感器閱讀量：24928

導讀：傳感器是將物理效應轉(zhuǎn)換為電氣信號或數(shù)字信息，使其可進一步被處理。實際上，傳感器扮演著工廠和機器的感官器官，是工業(yè)4.0場景中的基石。
　　【中國智能制造網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】傳感器是將物理效應轉(zhuǎn)換為電氣信號或數(shù)字信息，使其可進一步被處理。實際上，傳感器扮演著工廠和機器的感官器官，是工業(yè)4.0場景中的基石。
“工業(yè)4.0”時代，傳感器技術有哪些新變革？
 
　　如今，傳感器提供的已經(jīng)不僅僅是數(shù)據(jù)。使用正確的接口和協(xié)議，可將有價值的附加信息也傳輸?shù)狡脚_上。通過合適的接口、通信模塊和數(shù)據(jù)(語言)協(xié)議，傳感器所有的數(shù)據(jù)信息，都可以在云系統(tǒng)或本地數(shù)據(jù)平臺中被提供。即使在不了解傳輸技術的情況下，傳感器的數(shù)據(jù)信息也能被處理，從而抽象化成通信通道。
 
　　傳感器是將物理效應轉(zhuǎn)換為電氣信號或數(shù)字信息，使其可進一步被處理。實際上，傳感器扮演著工廠和機器的感官器官，是工業(yè)4.0場景中的基石。
 
　　除了純數(shù)據(jù)外，現(xiàn)代傳感器還可以提供大量有價值的附加數(shù)據(jù)，例如傳感器自身的特性或狀態(tài)。也可以在線修改傳感器相關參數(shù)，使其適應不同的應用。
 
　　雙向通訊和數(shù)據(jù)協(xié)議十分必要，這可以將相關參數(shù)在線傳輸至傳感器，并從傳感器接收測量數(shù)據(jù)信息。接口和協(xié)議必須嚴格遵循適用的標準，以便實現(xiàn)無差錯地使用來自不同制造商的產(chǎn)品。
 
　　IO-Link已成為傳感器技術中“后1厘米”的接口；而如EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP等基于以太網(wǎng)的技術可用于更復雜的設備。
 
　　在傳感器的過程數(shù)據(jù)評估時，在閉合控制回路的應用中，必須考慮到數(shù)據(jù)處理的實時性。在這種情況下，因為存在嚴格的實時要求，這就要求PLC硬件能與數(shù)據(jù)通信必須結(jié)合使用。
 
　　對于傳感器附加數(shù)據(jù)信息，其數(shù)據(jù)處理的實時性要求不高。但這些附加數(shù)據(jù)信息必須能長時間的被記錄、存儲和處理。
 
　　除了信號傳輸路徑之外，還必須構(gòu)建能到達數(shù)據(jù)平臺的并行數(shù)據(jù)路徑。為此，我們使用了邊緣網(wǎng)關。邊緣網(wǎng)關不僅可以通過控制模塊和傳感器、執(zhí)行器、PLC建立通信，同時還可以與數(shù)據(jù)平臺建立連接。這是通過使用支持發(fā)布/訂閱機制的通訊協(xié)議來實現(xiàn)的，例如MQTT, AMQP, 或 OPC/UA with Pub/Sub extension。
 
　　數(shù)據(jù)平臺，既可以在工廠內(nèi)部的本地網(wǎng)絡中運行，也可以作為在線云平臺的解決方案。這些平臺都具有結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫，用于存儲傳感器數(shù)據(jù)；并提供各種應用接口，用于數(shù)據(jù)訪問。
 
　　通過應用編程接口(API)，傳感器數(shù)據(jù)可以訪問并傳輸至平臺，該接口是每個系統(tǒng)獨有的。邊緣網(wǎng)關為了能連接至此平臺，也必須使用此平臺的API。倍加福集團創(chuàng)建了一家子公司Neoception，為此類軟件提供服務，使客戶在選擇數(shù)據(jù)平臺時具有大的靈活性。Neoception結(jié)合了傳感器和IT技術的專業(yè)知識，并為市場上所有可用的云系統(tǒng)提供互聯(lián)服務。
 
　　在傳感器/執(zhí)行器層級，有一系列不同的通信協(xié)議，但沒有統(tǒng)一的語義集。對于每種類型的現(xiàn)場設備，必須根據(jù)特定的規(guī)則生成適當?shù)拿?，并且根?jù)這些規(guī)則進行解釋?，F(xiàn)場設備的特定屬性可在制造商隨設備提供的描述文件(“設備描述”，簡稱DD)中找到。根據(jù)技術的不同，使用各種不同格式的描述文件(EDDL，GSD，GSDML，IODD等)。
 
　　連接現(xiàn)場設備的挑戰(zhàn)是加載和解釋設備描述，并使用一組通用語義集，使現(xiàn)場設備提供的數(shù)據(jù)可在數(shù)據(jù)平臺中訪問。理想情況下，即使不了解所使用的通信技術也可實現(xiàn)來自現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)訪問。
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