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软传感器,也是传感器

发布时间:2022-11-21阅读:40825

没有传感器攻关,工业互联网永远是配角

工业互联网的发展,对于传感器提出更高的需求。这些传感器的表现以及控制器系统,很大程度上决定了管理者能够在远程使用工业互联网平台实现关键控制功能的能力。对于霍尼韦尔这样的自动化公司,它在巩固控制系统的霸主地位的同时,会对传感器有着痴迷的追逐 —— 这也是最近几年一直在疯狂收购传感器的原因,包括收购温度、湿度传感器。最为典型的是,它在 2019 年收购了气体传感器的鼻祖 —— 英国 Citeytech 传感器。只有强化了控制与传感器这二者的硬核技术,工业互联网平台才能真正落实到实处。

预计到 2023 年,工业互联网的设备连接数量将达到 215 亿台。工业互联网需要解决六个问题:连接、感知、控制、分析、通讯和应用。连接不过是体力活,分析还排不上大用场,通讯将成为通用技术,应用在分析和机理模型没有建树之前只不过是晃人耳目的大路货。谁在控制设备,谁在感知数据,都是至关重要的关口。这才是工业互联网平台的要害。可惜在中国,很多工业互联网已经远离这个核心战场,在应用层上耍尽花枪,只在海量垃圾数据上翻腾一点小浪花做点小文章。

软传感器,也是传感器

软传感器(soft sensor)是一件有趣的事情。与软体机器人的柔软身体不同,软传感器其实是虚拟传感器,说白了就是软件。它可以同时处理多个测量。

软传感器基于控制理论,通过间接使用,可能同时处理数十个甚至数百个测量值。在数据融合方面,软传感器的作用巨大。它将不同静态数据和动态测量的数据结合在一起,从而可以用于故障诊断以及控制应用。最经典的软传感器,可以从卡尔曼滤波器开始。它是一种去除噪声还原真实数据的一种数据处理技术,可以看做是经过软件计算的数据滤波。这也看成是一种软传感器。当然,最新的软传感器则会使用神经网络或模糊计算。软传感器是一种利用其他传感器的信息来估计物理量的软件程序,而不是直接测量。

这一趋势在过程自动化中最为显著,其中许多控制功能由软件激活并由计算机辅助完成。高可靠性和高精度是软传感器的标志,譬如,基于 pH 值的软传感器,就可以很方便地进行水处理和峰值检测的负荷触发。

软传感器也可以看成是数字化技术的集成者,它由高级自动化、物联网、大数据实时分析、传感器等综合而来。

更多的传感器技术

光学技术跟传感器的结合,正在得益于新兴起的光电子技术。芯片的开发主要由硅制成,而光学和电子部分都可以在硅片上集成,从而形成光电子技术(photonics)。它将电子的快速升级能力叠加在多年来进展缓慢的光学仪器上,从而激发了全新的活力,因此也使得光学传感器迎来动人时刻,这也将为太阳能产业和工业互联网受益匪浅。

IO-Link 可实现数字连接,直接将数据从传感器传输到物联网接口和可编程逻辑控制器 PLC。与传统独立模块连接传感器技术相比,IO-Link 技术具有突出的成本效益和技术提升。传统的独立模块,往往是一个模块就是独立的网络节点。每部署一个节点,就需要一套芯片,当控制点数较多时,系统的方案成本就会大幅上升。而 IO-Link 则采用主站和从站方式,这意味着一个主站可以扩展多达 128 个控制点,减少网络负担,提升效率。同时得益于 IO-link 通讯的标准化,在配置诸如 RFID、阀岛、传感器时更加方便,且不仅仅是状态监控,更可以通过其进行参数配置和维护。

天津宜科的 IO / Link 正在动力锂电池工厂得到广泛的应用。锂电行业的工厂产线比较长,检测点较多且密集,对粉尘的防护有一定要求,同时自动化程度高,需要多种元器件共同协作,而且热插拔连续生产和一定的性价比也是必要的。基于以上要求 IO-Link 方案非常适合锂电产业的特点。国内动力电池产业的大发展,也给国内传感器带来了巨大的机会。

而无线传感器网络也在快速发展,它对于低能耗有着非常高的要求。可以想象,这其中有很多的发展场景。 

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