以技术创新面对新环境下传感器领域的机遇和挑战

文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2016-05-23
分享到
在工业4.0和中国制造2025的大背景下,中国制造业企业正向智能化转型升级。在智能工厂体系中,随着工厂运行模式的改变,传感器所扮演的角色也将更加重要。

在工业4.0和中国制造2025的大背景下,中国制造业企业正向智能化转型升级。在智能工厂体系中,随着工厂运行模式的改变,传感器所扮演的角色也将更加重要。在智能工厂架构中,由于对高度自主能力、感知与分析能力,以及互通互联能力的要求,传感器将面临诸多挑战。这就要求传感识别产品制造商不断优化创新,丰富产品的功能和性能,从而更好的满足智能工厂的要求。

多年来,施耐德电气一直致力于传感识别产品的优化和创新,作为施耐德电气的传感器品牌,TE传感器(Telemecanique Sensors,下同)产品品类多样,包括各种规格的限位开关、电感/电容式接近传感器、光电传感器、视觉传感器、超声波传感器、旋转编码器、RFID、压力传感器、安全限位开关、安全门磁开关、安全门锁开关、安全拉绳开关及安全光幕等。这些产品可广泛应用于工业领域诸多行业,如工程机械、起重设备、橡塑机械、物流输送、轨道交通和电梯等。针对当前传感器面临的挑战以及未来的发展趋势,我们采访了TE传感器中国区市场部经理张钰堂先生。

新的Sybil系列基本型接近开关

当前挑战

工业4.0是以智能制造为主导的第四次工业革命,而工业自动化是启动工业4.0的重要前提之一。但目前的现状是,虽然中国已经是全球公认的制造业大国,但工业自动化水平并未达到世界先进水平,也就是还没有完全达到工业3.0。相比德国的工业4.0,中国制造2025一个很大的不同就是要先加速提高自己的工业自动化水平。这无疑对中国现有的设备制造业带来了极大的挑战。传感器处于工业自动化的最前端,自然是必不可少的一个环节,其性能的好坏更是作为一个自动控制系统能否达到要求的重要保证。近乎“无缝”的增加传感器的应用,并在保证性能的前提下尽可能降低增加的成本,找寻解决该问题的办法,这是当前大多数设备制造企业的要求,也是摆在诸多传感器生产商面前的难题。对此,张钰堂经理坦言,挑战确实不小,但解决方案只有一个:技术创新。

TE传感器向来对自身产品的外观和尺寸控制严格,一直追求传感器产品的小型化和集成化。复杂到XG系列RFID(无线射频识别系统,下同),简单到普通的电感式接近开关XS系列,很多型号都采用扁平型设计,高度集成;新的XMLP系列压力变送器也采用先进的芯片技术,确保体积精致小巧,对于安装空间要求很低,同时为用户减少了更改机械结构的成本。

“无缝”不仅仅针对安装环境,还涉及到使用环境。一些设备原来不用考虑干扰问题,所以电磁环境比较恶劣,在这种环境下加装传感器,对传感器的抗干扰性就极具挑战了。TE传感器引入欧洲最新且极为苛刻的E2标准作为抗干扰的目标对产品进行升级改造,已有多款产品达到该标准并获得认证,为用户节省了更改设计的成本。

用户能够迅速的接受和使用也是“无缝”的要求。TE传感器倡导“Simply easy”的理念,力求每一款产品都做到简单易用:我们把复杂的视觉系统设计成只需5步操作便可完成设置的XUW视觉传感器;我们的XMLR压力监控器只有两个按键即可完成所有设置;越来越多的TE传感器产品上都增加了二维码,用手机在线扫描后即可了解到所有需要的参数以及使用说明,为用户节省了时间成本。

增添传感器本身需要多少成本?这是当前每一个设备制造企业都在考虑的问题。作为工业控制领域的领导者,施耐德电气的每一款产品和服务都要做到高品质高性能,凭借雄厚的技术实力,我们做到了提升品质性能上与降低成本兼得。TE传感器近年来连续推出采用全新芯片技术的XMLP系列压力变送器;新的Sybil系列基本型接近开关;采用“TOF”技术的激光测距传感器XUK;带自学习功能的新XUM系列光电开关等多种新产品系列,通过采用最新的传感器技术,在成本不变甚至下降的前提下,大幅提高了产品的性能和品质。

未来趋势

工业4.0是利用物联信息系统将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,构建一个智能工业网络,在这个网络中,人与机器,机器与机器,机器与产品,甚至人与产品都可以做到互联互通。要做到各种信息的数据化和智慧化,担负数据采集和转化作用的传感器也必将受到巨大的影响。对此,张钰堂经理认为,影响将来自三个方面:

首先,无线传感器将成为一种趋势。可以预见,在未来的工业4.0模式下,传感器几乎无处不在。数量庞大的传感器如果都延续以往的设计,通过电缆接入控制网络,那么现场安装的工作量和成本都将是巨大的,而在线缆的牵绊下,也必将妨碍建立“高度灵活”的生产模式。TE传感器领先推出无线限位开关XCKW系列,采用zigbee通信技术实现无线信号传输。该系列产品另一大特点是采用了自发电技术,限位开关本体无需电源,这就进一步提高了此类产品的灵活性。随后TE传感器还将很快推出新的无线产品,将覆盖更多类型传感器,同时会将网络的安全性进一步提高。

其次,RFID的应用将更为广泛。RFID系统可以真正将产品与机器都联入网络。相比传统的扫码系统,RFID具有可读写,识别速度快,信息存储量大,无需光学可视等诸多优点,因而被业内公认为物联网的核心硬件之一。TE传感器致力于研发RFID技术多年,其XG系列产品具备小型化、高开放性及高可靠性等特点,支持Modibus、Modibus TCP/IP、Profibus-dp和Ethernet等多种主流网络协议,在国内外很多工业甚至民用领域都有成功案例。

第三,智能化同样也是未来传感器发展的一个方向。工业4.0是将制造业完成智能化的转型。未来的工业制造,将变得灵活多变,适应性极强。要做到这一点,作为控制系统前端的传感器势必也要有自适应性。TE传感器在此方面早有准备,已经研发出多种“多功能”自学习产品。我们称为“通用型”传感器,可以通过一键设置对环境进行学习,自适应成相应模式的产品。例如光电传感器,通常市场上会分为对射式、镜反射式、漫反射式及背景抑制漫反射式等多种类型产品,每种产品检测模式不同,用户需要根据实际应用进行选型。但TE传感器的“通用型”光电开关,却可以通过自学习键,对发射器、检测物体或背景进行自动识别,将自己自动设置成当前环境所需检测模式。

传感器将迎来一个新的时代。张钰堂经理对此表示信心十足。“施耐德电气成立于第一次工业革命中期的19世纪40年代,伴随工业2.0、工业3.0而发展壮大,可以说,正是一次次的工业革命成就了施耐德电气;而作为全球工业电气领域的领导者,施耐德电气也影响着每一次工业革命的发展。TE传感器在施耐德电气的大家庭里正成长壮大,工业4.0将为我们带来一个全新的机遇,我们已经做好准备。”

收藏
赞一下
0