График работы

Пн - Пт 9.00 - 18.00

Киев

ул. Никольско-Слободская, 6б

+38 (044) 568 52 37

scontrol@skifcontrol.com.ua

Промышленные датчики

Отображение 1–33 из 67

Промышленные датчики

Сбор данных — задача, которая выполняется с незапамятных времен, чтобы понять, что происходит вокруг, мы измеряем время, расстояние, температуру… То же самое происходит и на промышленных линиях: сбор данных в ходе процессов, информация о продуктах и ​​логистике позволяет принимать более обоснованные решения и повышать ценность по всей цепочке создания продукта на производстве. Приспособления, позволяющее фиксировать все эти данные, — датчики, от которых требуется устойчивость, точность и надежность, при сборе данных на линиях предприятия, чтобы справляться с разнообразием и потенциальными изменениями в процессах.

Ни один из процессов управления на производстве, не обходится без датчиков — они составная часть каждой системы автоматизации. В зависимости от измеряемого параметра датчики отвечают за качество процесса, его эффективность и безопасность.

Датчик является одним из основных элементов систем автоматизации в промышленности. Их данные открывают потенциал изучать физико-химические свойства различных объектов и окружающей среды. Информация, полученная с использованием различных типов датчиков и, при необходимости, обработанная должным образом, составляет базу знаний об эффективности автоматизированных систем. Она дает возможность в режиме реального времени проверять и надлежащим образом управлять исполнительными системами. Благодаря наличию датчиков в системах автоматизации, как в самых простых, так и в самых сложных, можно оптимизировать работу, управлять и влиять на эффективность, контролировать безопасность и соответствие фактического состояния сделанным ранее предположениям.

Что такое датчик?

Это устройства, позволяющие массово собирать данные, генерируемые, в частности, в любом процессе производственной линии или логистической операции.

Датчики для машин — это то же самое, что чувства для людей. Информация, которую они собирают, позволяет машинам быть умнее. Чтобы получить эту информацию, необходимо отфильтровать сведения, полученные от приборов.

Датчики наделяют машины способностью разумно видеть, обнаруживать и обмениваться данными, классифицируя и интерпретируя всю эту информацию. Помимо управления машинами и процессами, информация, предоставляемая датчиками, позволяет контролировать промышленные системы и обнаруживать или предотвращать возможные сбои. Они обеспечивают прозрачность и оптимизируют потоки материалов и процессов. С использованием датчиков, увеличивается эффективность. По этой причине датчики являются очень важной частью автоматизации и оцифровки заводов и предоставляют возможность:

  1. Изучать, как машины работают в реальном времени.
  2. Найти недостатки в ходе производства и / или эксплуатации.
  3. Изучить каждый процесс и найти решения, которые сэкономят время и / или деньги.

Информация становится важнейшей ценностью, которая позволяет принимать правильные решения в режиме реального времени. Различные варианты датчиков на производственных линиях предоставляют ту информацию, которая позволяет достигать желаемого качества продукта.

Развитие датчиков позволило разделить существующие виды на две различные группы : обычные датчики и интеллектуальные датчики. Обычные датчики просто предоставляют данные, не выполняя никакой обработки для извлечения соответствующей информации. С другой стороны, интеллектуальные датчики обрабатывают данные и получают соответствующую информацию: параметры вне диапазона, их изменение во времени или возможность подключения к сети для хранения данных.

Применение интеллектуальных датчиков

Хотя не существует единого стандарта, который можно было бы применить для подтверждения заявления о том, что датчик является «умным», интеллектуальные датчики обычно характеризуются встроенным интеллектом и способностью обмениваться данными через цифровую сеть. С появлением Интернета вещей (IoT) и промышленного IoT (IIoT) каждый день появляются новые датчики и связанные с ними приложения. 

На промышленных предприятиях они измеряют переменные процесса: температуру, давление, уровень, расход, pH и мутность; электрические переменные: напряжение, ток и частоту; механические переменные: вращение, количество циклов, положение, направление движения, статическое и динамическое давление, близость; переменные окружающей среды: влажность, вибрацию, скорость и направление ветра и так далее.

Конкретные области применения датчиков или измерительных систем различаются в зависимости от отрасли. Как в химической, нефтегазовой, так и в атомной энергетике нужны датчики для управления критически важными процессами. В электроэнергетике требуются датчики для управления географически крупными системами передачи и распределения электроэнергии. В этих типах критически важных инфраструктур были разработаны стандарты для обеспечения связи, взаимодействия, надежности, калибровки, безопасности и точности интеллектуальных датчиков. 

Применение интеллектуальной технологии к машинам может превратить их в устройства, способные подключаться к интеллектуальным сетям по всей цепочке создания продукта.

Предоставляя производителям возможность революционизировать свои предприятия, интеллектуальные датчики улучшают и повышают эффективность. Ниже приведены пять ключевых возможностей интеллектуальных датчиков в обрабатывающей промышленности.

  1. Отслеживание, контроль и улучшение операций с помощью аналитических данных.

Интеллектуальные датчики генерируют данные, соединяя разрозненные устройства и системы, позволяя различным машинам взаимодействовать друг с другом. Это обеспечивает бесперебойную связь по всему предприятию, позволяя производителям:

Контролировать работу оборудования и системы.

Группировать все сгенерированные данные.

Оценивать, сравнивать и анализировать наборы данных.

  1. Прогнозировать отказ оборудования и запускать протоколы обслуживания.

Производители сокращают расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание в попытке сохранить конкурентоспособность. Сведение к минимуму требований к техническому обслуживанию может снизить затраты и повысить общую эффективность.

Интеллектуальные датчики позволяют производителям снизить стоимость заменяемых активов за счет сокращения ненужного планового обслуживания, затрат на замену деталей и потенциального простоя бизнеса. Интеллектуальная технология упрощает для производителей переход от планового к профилактическому обслуживанию.

Данные могут обнаруживать закономерности, предвещающие необходимость обслуживания оборудования. Интеллектуальные датчики используют эти данные для отправки предупреждений пользователям, уведомляя их о потенциальных проблемах, чтобы их можно было предотвратить до того, как они станут точками отказа.

  1. Автоматически регистрировать данные для архивных записей и соответствия нормативным требованиям.

Производители могут подпадать под действие экологических норм, различные стандарты, а также отраслевые нормы требуют, чтобы предприятия соблюдали строгие правила.

Многие производители должны создавать отчеты, подтверждающие их соответствие. Эти отчеты могут включать исторические данные, записи и журналы. Их сопоставление может занять много времени или содержать неточности.

Установка интеллектуальных датчиков в производственное оборудование или складские системы может повысить эффективность и точность. Приборы автоматически регистрируют такие данные, как потребление энергии, температура, влажность, часы работы, техническое обслуживание и производительность производственной линии.

  1. Получать уведомления об аномалиях, угрожающих процессуальным нормам и стандартам качества.

Интеллектуальные датчики не только снижают нагрузку на соответствие нормативным требованиям, но и помогают улучшить процессы на производстве. Они способны выявлять системные аномалии, которые могут повлиять на производительность или качество и предоставлять уведомление о таких проблемах в режиме реального времени.

Производители могут действовать проактивно, а не реагировать, когда дело доходит до решения проблем. Это поможет предприятию избежать простоев в работе. У производителей также появляется возможность укреплять конкурентные преимущества, улучшать услуги, повышать доступность и удовлетворенность клиентов.

  1. Ускорение потока информации и реагирование на рыночные условия.

Интеллектуальные датчики дают производителям возможность применять гибкие методологии, внося изменения в процессы в режиме реального времени, которые способны увеличить объем производимого продукта. Данные, генерируемые датчиками, могут повысить прозрачность предприятия и обеспечить визуальное представление пиков и потоков по всему предприятию.

Зная потребности клиентов, можно более оперативно реагировать, легче масштабировать свой бизнес, гарантируя, что продуктивность всегда ведет к прибыльности.

Интеллектуальные датчики и оцифровка производства позволят компаниям продолжать производство более прозрачным, эффективным и качественным способом. Производители будут более сговорчивыми и более прибыльными в результате большей точности на всем заводе.

Типы датчиков

Есть много типов датчиков, позволяющих собирать все виды данных и измерять различные характеристики. Датчики приближения встречаются разных типов: емкостные, индуктивные, фотоэлектрические или магнитные и обнаруживающие движение. Датчики температуры измеряют градусы в окружающей среде, машине, продукте… Помимо того, эти типы датчиков используются в производственных линиях, что гарантирует оптимальную и безопасную эксплуатацию.

Есть также датчики для контроля различных параметров в процессе производства, которые полезны в тех или иных ситуациях. Например измерение влажности, жира, белка, степени прожарки, толщины, граммажа… Эти датчики основаны на разных технологиях.

Также, широко используются в промышленности, — датчики давления, уровнемеры или датчики вибрации или скорости.

В дополнение ко всем этим типам датчиков стоит упомянуть приборах машинного зрения, которые также являются датчиками и предоставляют данные и информацию о процессах. Системы компьютерного / машинного зрения — это интеллектуальные датчики, которые захватывают изображения для обнаружения действий, положений, дефектов и т. д. Они интеллектуальны, поскольку способны генерировать отклики на информацию, которую  получают из изображений.

Датчики для улучшения процессов на производстве

Применение датчиков в производственных процессах обеспечивает дополнительную степень автоматизации.  Последняя, должна обладать гибкостью и адаптироваться к различным продуктам производимым на одной линии. Продуктов становится все больше и больше, фабрики и заводы производят огромную разновидность товаров, партии становятся меньше, но в то же время, разнообразнее. Увеличивается потребность настройки для каждого продукта / клиента, поэтому датчики, позволяющие автоматизировать процессы на производстве, должны иметь возможность адаптироваться и приспосабливаться к каждой ситуации.

Анализируя текущий уровень производства, мы представляем четыре промышленных задачи, для которых датчики предоставляют более оптимальные автоматизированные решения.

  1. Улучшенный контроль качества: выпускается все больше и больше товаров, и становится все труднее проверять качество этих продуктов вручную. Требования к качеству также повышаются, и необходимо повысить их эффективность. Поэтому требуется автоматическое обнаружение отказов и получение всех возможных данных о продуктах и ​​их производстве. Это достигается с помощью датчиков всех типов.
  2. Более гибкая автоматизация: управление производством и логистикой должно быстро и выгодно адаптироваться к возможным потребностям или изменениям, которые могут возникнуть в производственном процессе. Для этого используются интеллектуальные датчики, которые посредством анализа данных могут адаптировать производство к потребностям.
  3. Безопасность в рабочей среде: взаимодействие между людьми и машинами должно осуществляться безопасно, с учетом эргономики рабочей среды. Делая машины более интеллектуальными с помощью датчиков, они становятся еще одним сотрудником, который взаимодействует с людьми и решает опасные или повторяющиеся задачи, которые не добавляют ценности конечному продукту.
  4. Контроль и отслеживаемость: датчики значительно улучшают способ идентификации и отслеживания продуктов на протяжении любого производственного процесса. Так называемая прослеживаемость, важна на каждом этапе: от производства до транспортировки и доставки клиенту. 
Примеры датчиков установленных на производственных линиях
Измерение неэлектрических величин

В приложениях промышленной автоматизации чрезвычайно распространено измерение неэлектрических величин. В том числе: уровня, расхода, давления и температуры.

Измерение уровня

Уровень — одна из наиболее часто измеряемых физических величин в промышленных приложениях. На рынке есть два типа датчиков, которые контролируют этот размер — контактный и бесконтактный. Архаичные и редко используемые в настоящее время методы измерения реализуются с помощью только поплавка и грузила на веревке. Из-за высокой неточности эти методы заменяются более новыми, более точными методами. Первый метод измерения, который используется довольно часто в промышленности —  гидростатическое измерение. Он заключается в проверке давления, создаваемого столбом жидкости. Ультразвуковые и лазерные методы — примеры бесконтактных измерений. Методы измерения электрического уровня — резистивные и емкостные. Первый основан на показаниях зонда в виде металлического стержня, по которому течет ток, второй — на исследовании изменения емкости между измерительным зондом и стенкой резервуара. При выборе датчиков следует учитывать следующие свойства: используемый метод измерения, материал, корпус, уровень защиты устройства и допустимая рабочая температура. Проверить допустимый диапазон температур и давления измеряемой среды.

Измерение расхода

Другая неэлектрическая измеряемая величина — поток газов, жидкостей и порошков. Мониторинг потока обнаруживает утечки, предотвращает работу насосов всухую и позволяет проверять контуры смазки. В целом расходомеры можно разделить на механические и электрические. Первые бывают объемными, манометрическими, с переменным сечением и открытым каналом, а вторые — магнитными, импульсными, ультразвуковыми, кориолисовыми и вихревыми.

Объемные расходомеры позволяют проверять скорость потока, определяя скорость наполнения и опорожнения определенного объема. Из-за характера измерения объемные расходомеры подходят для измерения вязких жидкостей, например меда. Существует другая группа — манометрических расходомеров, работа которых основана на определении разницы давлений между входом и выходом системы.

Ротаметры переменного сечения, характеризуются конической конструкцией и наличием поплавка, положение которого определяется протеканием тока. Другая группа механических расходомеров — расходомеры с открытым каналом, где расход определяется уровнем жидкости в вертикальной трубке. Электромагнитные расходомеры измеряют поток через определенную поверхность, перпендикулярную направлению магнитного поля. Преимуществами другой группы компонентов — ультразвуковых — являются: бесконтактное измерение и отсутствие перепада давления в резервуаре.

Массовые расходомеры Кориолиса выделяются невысокой стоимостью исполнения, высокой точностью и возможностью получения широкого диапазона измерений. Их недостаток — сложная калибровка и необходимость заполнения всей трубы расходомера.

Другая группа — вихревые расходомеры. Их работа основана на измерении количества среды, протекающей через пверхность, перпендикулярную потоку. Преимущества этого типа измерительных решений: высокая динамика, независимость результатов от изменений температуры, давления и вязкости, а недостаток — чувствительность к изменениям профиля скорости. Свойства, которые следует учитывать при выборе подходящей модели датчика: характеристику среды, поток которой можно проверить с данным компонентом, его допустимая температура, максимальное значение, материал, из которого изготовлен компонент производится, а также степень защиты и допустимая температура, при которой прибор сможет работать без перебоев.

Измерение давления

Давление — это неэлектрическая величина, которая довольно часто определяется в автоматизации промышленности. Измерение давления датчиком производится либо механическими методами, либо с помощью электронных компонентов. Компоненты, используемые для измерения давления, можно разделить на тензодатчики, пьезорезистивные компоненты и емкостные компоненты.

Действия тензометрических датчиков давления направлены на физические свойствах резистивной проволоки, которая деформируется при приложении силы, тем самым изменяя сопротивление. Достоинство тензодатчиков — высокая устойчивость к вибрациям и ударам, а недостаток — высокая зависимость чувствительности и точности измерения от расположения мембран и качества их сборки.

Следующая группа — пьезорезистивные датчики измерения, с аналогичным принципом. Их преимущества — большая чувствительность и точность, а также способность измерять очень низкое давление в диапазоне миллибар. К недостаткам пьезорезистивных датчиков стоит отнести, большое влияние температурного расширения жидкости на измерения.

Очередная разновидность датчиков измерения давления — это емкостные датчики. Между облицовками помещена тонкая кремниевая диафрагма, образующая конденсатор. Достоинством емкостных датчиков является их высокая чувствительность. Стабильность и долговременность  отличают эти приборы от ранее упомянутых групп сенсоров. При выборе подходящего датчика следует учитывать следующие свойства: измеряемую среду, допустимую температуру, максимальный диапазон измерения, корпус, защитный уровень и, конечно же, вариант метода измерения.

Измерение температуры

К одним из наиболее часто контролируемых физических свойств относится температура. Ее правильный уровень играет важную роль в различных типах технологических процессов, в частности в таких отраслях промышленности, как пищевая, фармацевтическая и химическая. Важным аспектом также является термоконтроль компонентов автоматики во время их работы с целью предотвращения возможных сбоев и повреждений и своевременного обнаружения нарушений в работе.

Бесконтактное измерение

Бесконтактные измерения широко применяются на производстве. Для этого типа измерения можно выделить несколько видов датчиков. У каждого из них есть определенные ограничения. Измерительные бесконтактные системы могут использоваться практически в любом приложении, связанном с автоматизацией, в частности, в тех, которые отвечают за контроль качества.

Индуктивные

К одним из видов датчиков, используемых для бесконтактных измерений, относятся индукционные датчики. Они направлены на исследование изменений электромагнитного поля, вызванного перемещением металлического элемента в зоне действия прибора. Специфика метода измерения резко ограничивает возможности использования рассматриваемого типа датчика в производственных процессах. Самое большое ограничение — это вариант материала, из которого должен быть изготовлен объект испытаний.

Емкостные

Очередной тип бесконтактных сенсоров — это емкостные датчики измерения. В высокочастотной колебательной системе используется конденсатор для создания электромагнитного поля. Появление объекта в этом поле вызывает изменение емкости, что, в свою очередь, изменяет коэффициент усиления в колебательной системе. Если пороговое значение превышено, генерируется сигнал переключения. Их преимущество — возможность использования для обнаружения различных типов материалов, в том числе неметаллических, что делает их более универсальными. Более того, довольно легко настроить чувствительность того или иного емкостного датчика, что напрямую влияет на значение рабочего расстояния.

Ультразвуковые

Их действие основано на отправке ультразвуковой волны в ожидаемое положение тестируемого объекта. Появление объекта в данной точке пространства заставляет волну отражаться и возвращаться к датчику. За основу для анализа текущей ситуации берется время, которое проходит от отправки до приема волны, потому что следует помнить, что волны могут отражаться от объектов, отличных от исследуемых, например, корпуса устройства. Описанный метод подходит для обнаружения любых материалов, что есть неоспоримым преимуществом ультразвуковых датчиков.

Магнитные

Магнитные датчики независимы от электроники и наиболее просты из описанных. Контакты датчика управляются магнитным полем, которое может создаваться постоянным магнитом или электромагнитом. Простота имеет существенные ограничения — низкая чувствительность и необходимость использования вышеупомянутого постоянного магнита или электромагнита.

Оптические

Лишним будет кого-либо убеждать, насколько важно зрение для человека. Стремление автоматизировать различные этапы производственных процессов способствовало поиску альтернативы этой способности. Эту роль взяли на себя системы технического зрения, благодаря которым можно проверить качество продукта, отразить окружающую обстановку и безопасность. К базовым элементом таких систем, следует отнести датчики. Широкий выбор оптических датчиков на рынке автоматизации способствует их быстрому развитию. Это еще одна группа приборов, работа которых основана на бесконтактном измерении.

В предложении производителей компонентов автоматизации представлены десятки типов видеодатчиков. Одними из самых популярных являются датчики цвета, принцип работы которых основан на сравнении параметров отраженного излучения с эталонными значениями.

Другой тип видеодатчиков — это датчики контраста, которые обнаруживают неподвижные элементы и маркеры на исследуемой поверхности.

Также датчики для измерения яркости и оттенков серого,  действие которых направлены на обнаружение полей различных оттенков на тестируемой поверхности. К представителям таких приборов можно отнести датчики IVU2PRGI компании Turck, которые способны сохранять до 30 проверок во внутренней памяти. Фотоэлектрические датчики также можно найти среди элементов технического зрения. Когда объект обнаруживается на пути между передатчиком и приемником, в результате изменения интенсивности света изменяется определенная электрическая величина. Это позволяет датчику обнаруживать различные элементы.

Очередной вид датчиков для измерения зрения основан на лазерных технологиях. Они используются, среди прочего в обнаружении геометрического профиля анализируемого объекта. Позволяют изучить расстояние до заданного объекта. С помощью таких датчиков можно обнаруживать объекты, проверять их контуры и обнаруживать зазоры.

Часто полезным решением может быть использование измерительной системы, которая выполняет несколько функций. Такое решение, хорошее дополнение к немного более продвинутым системам автоматизации, где необходимо одновременно тестировать множество функций.

Безопасность

Чрезвычайно важным аспектом любой автоматизированной системы является поддержание максимально возможной безопасности — которую, обеспечивают измерительные приборы —  датчики. Их наличие в различных типах компонентов гарантирует безопасность производственного процесса.

Одна из таких групп устройств — световые барьеры и шторы. Последние, отличаются большей плотностью испускаемых световых лучей. Порядок их действия основан на излучении световых лучей, прерывание которых на пути к приемнику воспринимается как нарушение, сбой схемы и запускает определенные действия, направленные на безопасное прерывание потенциально опасного процесса. Световые барьеры и шторы необходимы для контроля несанкционированного доступа к машинам, устройствам и определенным зонам. Чаще всего барьеры и завесы действуют попарно в отношениях передатчик-приемник. Однако бывает, что зеркало, отражающее луч под прямым углом, стоит на пути между ними, что позволяет одновременно контролировать безопасность взаимно перпендикулярных линий, обеспечивая доступ.

Полезная функция, которая есть у большинства барьеров и штор, — это приглушение. Она временно отключает безопасность данной линии доступа, вследствие чего, появляется возможность доставлять сырье и собирать готовые элементы. Еще один интересный и полезный функционал — это возможность заблокировать луч или несколько соседних лучей, что обеспечит контролируемый доступ элемента в опасную зону. Примером использования такой функции является предоставление удлиненных элементов обрабатывающему устройству. Выбирая подходящую модель защитного барьера или завесы обратите внимание на следующие показатели: заявленное разрешение, высоту защищаемой зоны, максимальную дальность действия защитной зоны, максимальное время срабатывания и способ установки.

Подобно световым барьерам и шторам, принцип действия характерен для сканеров контролирующих зону, которая представляет собой отрезок круга. К ним относятся прежде всего — заявленные угол обзора и разрешение. При выборе конкретной модели сканера безопасности проверьте дальность действия зоны предупреждения и зоны защиты и обратите внимание на заявленное максимальное время реакции в случае нарушения любой из зон.

При выборе датчиков

Зачастую от специфики приложения зависит выбор метода измерения. Для создания оптимальной модели, необходимо учитывать ряд аспектов, которые условно можно поделить на блоки:

Первый — специфика тестируемого объекта — размер, форма, виды материала и другие важные физические свойства, например, является ли объект статическим или динамическим.

Второй — особенности самого датчика — способ монтажа, варианты подключения, размеры, форма, материал, из которого он изготовлен, рабочее напряжение, тип вывода.

Третий — окружающие условия, в которых будет работать данный датчик — температура, влажность, запыленность, возможность установки во взрывоопасной зоне.

После того, как список параметров определен, на основе этих критериев, можно выбрать и купить элементы автоматизации конкретного производителя, одну из серий его продуктов, которая станет оптимальным решением для данного приложения.