Интеллектуальные датчики и их использование

Интеллектуальные датчики и оптимизация производства

Высокоточные интеллектуальные датчики, появившиеся в конце прошлого века, прочно вошли в нашу жизнь. Благодаря этим умным устройствам, способным автоматизировать систему управления и контроля, на многих промышленных предприятиях удалось значительно оптимизировать работу.

Что такое интеллектуальный датчик

Интеллектуальные датчики являются довольно сложными устройствами со встроенной электроникой. Для коммуникаций используется цифровой интерфейс, поддерживающий сетевые протоколы. Уникальная особенность интеллектуальных датчиков – специалисты называют их  «smart sensor» — заключается в том, что после сбоя они могут самовостанавливаться и самообучаться.

Наличие в ИД функции самоидентификации в сети вместе с другими устройствами, позволяет включаться в проводную/беспроводную сеть датчиков.

Кроме того, пользователь может удаленно произвести настройку датчика, конфигурирование, диагностику и выбрать необходимый режим работы.

ИД автоматически адаптируется не только к источнику сигнала, но и к окружающей среде, контролируя свои функции и корректируя ошибки, допущенные в процессе измерений.

Интеллектуальные датчики нашли свое применение практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Эксперты прогнозируют стремительное развитие технологий, на основе которых конструируются современные модели датчиков. Вероятно, уже через несколько лет, эти многофункциональные средства автоматизации получат новое, более емкое название.

Задачи интеллектуальных датчиков

К основным задачам, которые успешно решают интеллектуальные датчики, можно отнести следующие:

  • Преобразование входного сигнала в формат, который может быть передан к устройству обработки без помех.
  • Автоматическое и самоконтролируемое функционирование.
  • Дистанционное управление.
  • Подавление внешних помех.
  • Моментальное реагирование на малейшие изменения, происходящие в точках контроля.

Модельный ряд интеллектуальных датчиков постоянно расширяется.

Например, на сайте научно-производственный компании Зетлаб, вы можете заказать датчик давления, датчик угла наклона, датчик температуры и другие не мене популярные устройства.

Внимательно следите за новинками и не упускайте возможность повысить производительность, улучшить качество выпускаемой продукции и обеспечить безопасные и комфортные условия труда.

10/08/2018
Новая коллекция цельностеклянных дверей от завода Акма »13/07/2018
Лестницы на второй этаж »28/03/2018
Качественные и функциональные командоконтроллеры »

Источник: https://www.kontaktor.su/intellektualnye-datchiki-i-optimizaciya-proizvodstva.html

Нужны ли интеллектуальные датчики современным промышленным системам?

Датчики имеют важное значение в реализации систем автоматического регулирования промышленных машин и оборудования. С течением времени технологии устаревают и отходят в историю, а вместе с ними и выпущенное ранее оборудование, которое постепенно заменяется или модернизируется.

Поэтому производители должны находить возможности максимально эффективной передачи информации об их них изделиях будущему поколению инженеров по техническому обслуживанию. Это будет иметь ключевое значение для успеха производителя в области успешной диагностики и обслуживания оборудования промышленных предприятий.

Новая технология интеллектуальных датчиков позволяет это делать для более глубоко проникновения в производственные процессы.

Датчики становятся умнее

Датчики с поддержкой технологии IO-Link могут работать с большим количеством информации, что позволяет повысить эффективность промышленного оборудования.

Обычные датчики больше основываются на принципе работы И/ИЛИ информации об объекте, то интеллектуальные датчики способны обеспечить до 32 байтов циклической информации включая способность диагностики состояния не только для самого измеряемого объекта, но и окружающей его среды. Например, индикация загрязнения линз (в случае фотоэлектрических измерений), измерение внутренней температуры (для датчиков приближения). Более того, эти смарт устройства делают установку, техническое обслуживание и устранение неисправностей гораздо более эффективной, включая хранение  нескольких профилей машины для упрощения конфигурации во время работы.

IO-Link является открытым стандартным протоколом IEC 61131-9, что позволяет пользователям вести подробный обмен опытом в отношении многих параметров и функций измерительных устройств.

Шлюзы IO-Link позволяют устройствам подключатся к компьютерным сетям, таким как EtherNet/IP, которые передают информацию в систему управления.

Это увеличивает количество данных о работе машин и различных механизмов, что значительно улучшает диагностику неисправностей и производственных процессов операторами и обслуживающим персоналом.

В то время как смарт датчики позволяют значительно расширить список наблюдаемых параметров, нет абсолютно никакой необходимости внедрять их во все механизмы.

Например, если в механизме редко возникают неисправности  или он работает не в критических условиях (приложения, где сенсорные линзы работают в нормальных условиях и не склонны к частым загрязнениям) нет необходимости в установке интеллектуальных датчиков.

В случае же когда работа происходит в загрязненных помещениях, неблагоприятных  климатических условиях или подвержена другим, не способствующими нормальной работе  факторами, установка «умных обратных связей» позволила бы повысить эффективности всего производственного процесса в целом. Для определения стоит ли переходить на умные датчики или нет, нужно рассмотреть несколько ключевых вопросов.

Нуждается ли датчик в постоянной очистке?

Среда, в которой работают измерительные элементы, существенно влияет на данные, которые они передают. Например, фотоэлектрические линзы, которые часто загрязняются мусором, нуждаются в постоянной очистке и установка здесь интеллектуального датчика будет оправдана.

«Умная обратная связь» будет передавать более подробную информацию о проблемах и источниках этих проблем. Это дает возможность производителям быстро реагировать или редактировать плановое техническое обслуживание, тем самым помогая повысить эксплуатационную эффективность и уменьшить время простоя.

Нуждается ли ваш механизм в постоянных перенастройках

Операции, которые нуждаются в частых изменениях настроек в связи с работой с изделиями, имеющими различные размеры, также могут осуществляться с помощью умных измерительных элементов.

Вместо того, чтобы вручную менять настройки машины для каждого отдельного продукта, интеллектуальный датчик с технологией IO-Link может хранить несколько профилей в микроконтроллере, которые могут быть изменены по мере необходимости.

Такой поход дает несколько преимуществ: у пользователя продает необходимость хранить каждую конфигурацию измеряющего элемента. К смарт устройству посылаются данные  необходимой конфигурации, что исключает возможные варианты человеческих ошибок, которые могут быть допущены при ручной конфигурации.

Также это способствует снижению времени конфигурации от нескольких минут до нескольких миллисекунд.

Насколько надежен интеллектуальный датчик?

Довольно часто повреждение поверхности измеряющего устройства приводит потери им способности к нормальному выполнению своих функций. При использовании индуктивного датчика расстояния между измеряемым объектом и датчиком должны быть небольшие, а из-за износа машины это расстояние может изменяться, тем самым влияя на достоверность измерения.

В большинстве случаев неисправность ограничивается корпусом измеряемого устройства и не затрагивает внутреннюю катушку. При появлении такого рода неисправностей обычные датчики не всегда способны диагностировать ее.

Сигнальный светодиод может по-прежнему указывать на нормальную функциональность прибора (питание подается), но это не дает четкого понимания, в чем проблема и почему нарушена нормальная функциональность.

При установке интеллектуальных датчиков диагностируемая информация передается к микроконтроллеру, который предупреждает пользователей о необходимости проведения технических работ или замены устройства.

В дополнение к обнаружению неисправностей расширенная диагностика способна предупреждать операторов в случае загрязнения линз (фото измерения), перекосов, перегревов и прочего.

Интеллектуальные датчики способны использовать временные метки, изменение состояний процессов или событий, а также помогать отслеживать, когда устройство было переведено в автономный режим или когда рабочие параметры были изменены.

Как он реагирует на изменение температур?

Экстремальные температуры устанавливают огромную нагрузку на многие приборы. Устройства, которые регулярно испытывают экстремальные горячие или холодные перегрузки становятся уязвимыми, что отражается на их измерительных способностях.

Применение технологии IO-Link позволяет отслеживать температуру и предсказывать, когда устройству может грозить опасность. Это значительно снижает вероятность перебоев в процессе производства и помогает снизить лимит времени, затрачиваемого на восстановление операций.

 Дополнительные рассуждения об интеллектуальных датчиках

Интеллектуальные датчики с технологией IO-Link часто имеют один и тот же номер в каталоге с обычными измерительными устройствами. Это позволяет машиностроителям получить определенную гибкость измерительного оборудования. Датчик станет  «интеллектуальным» только при использовании IO-Link.

Это позволит инженерам увеличить стоимость оборудования только в случае использования интерфейса IO-Link. EtherNet / IP по-прежнему является ведущей сетью для промышленных операций, согласно исследованию аналитической компании IHS в 2016 году.

То есть, IO-Link является одной из ключевых «связующих технологий», позволяющей интеллектуальным датчикам использовать Ethernet подключения. Стоит учесть, что не все устройства подходят для данной технологии.

Источник: http://elenergi.ru/nuzhny-li-intellektualnye-datchiki-sovremennym-promyshlennym-sistemam.html

Интеллектуальные датчики (стр. 1 из 14)

Введение

Одной из наиболее важных проблем, возникающих при создании и эксплуатации судовых технических систем, является обеспечение требуемого качества и надежности управления в условиях возмущающих факторов, к которым относятся изменения параметров регулируемого процесса и среды функционирования системы.

Для управления сложными динамическими объектами используются методы и технологии искусственного интеллекта как средства борьбы с неопределенностью внешней среды.

Бурное развитие интегральной схемотехники привело к созданию принципиально новых измерительных преобразователей-интеллектуальных датчиков, содержащих в одном корпусе преобразователь и микропроцессор, что позволяет выполнять основные операции по преобразованию и повышению достоверности измерительной информации в месте ее возникновения.

Использование интеллектуальных датчиков (ИД) дает возможность по-новому подойти к распределению функций между основными элементами систем контроля и управления, в частности освободить центральный процессор от необходимости обработки больших объемов первичной информации.

ИД позволяет обеспечить выполнение соответствующих функций, повышающих информативность выходного сигнала, формирование потока данных с необходимой достоверностью на основе анализа достаточно большого числа результатов отдельных, относительно недостоверных измерителей.

Читайте также:  Периодическая диагностика электрооборудования трансформаторных подстанций под рабочим напряжением

ИД представляет собой совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих отображение свойств объекта контроля или управления в виде некоторой структуры данных, формируемых в результате обработки выходного сигнала измерительного преобразователя по определенному алгоритму.

Можно дать следующее определение интеллектуального датчика: это датчик, обладающий способностью автоматической адаптации к источнику сигнала и окружающей среды, а также способностью контролировать свои функции, корректировать ошибки измерений.

Интеллектуальный датчик представляет собой электронное устройство, основанное на объединении чувствительных элементов, схем преобразования сигналов и средств микропроцессорной техники.

Использование микропроцессоров и однокристальных микро-ЭВМ непосредственно в составе датчиков обеспечивает возможность улучшения метрологических и эксплуатационных характеристик.

Одним из основных принципов интеллектуального подхода к созданию исполнительных механизмов нового поколения заключается в переносе функциональной нагрузки от механических узлов к интеллектуальным (электронным, компьютерным и информационным) компонентам, которые легко перепрограммируются под новые задачи.

Для реализации интеллектуальных ИМ используются четыре основных функциональных блока:

• информационно-электрический функциональный преобразователь (ФП), включающий в себя контроллер управления движением и силовой электрический преобразователь;

• электромеханический ФП, включающий в себя электродвигатель и механическое передаточное устройство;

• электро-информационный ФП, стоящий в линии обратной связи ИМ и включающий в себя датчики напряжения и тока силового преобразователя;

• механико-информационный ФП, стоящий в линии обратной связи ИМ и включающий в себя датчики перемещения, частоты вращения, момента, силы.

Из выше сказанного следует, что при использовании новых технологий и методов обработки сигналов на хорошо известных принципах измерения создаются датчики со значительно лучшими свойствами.

Раздел 1. Понятие интеллектуального датчика. Принцип работы. Требования PC к интеллектуальным датчикам

1.1 Понятие об интеллектуальных датчиках

Новейшие средства микроэлектроники позволили помимо измерительных и подстроечных элементов интегрировать в датчики аналого-цифровые преобразователи и микропроцессоры, по-новому подойдя к проблеме распределения функций между элементами систем контроля и управления.

Объединение цифровых схем и микропроцессоров в одном устройстве позволяет производить не только усиление и коррекцию, но и часть обработки информации в самом датчике.

Такие интегральные датчики могут не только контролировать измеряемые величины, но и осуществлять их оценку, коррекцию по определенным критериям, контролировать свои собственные характеристики, работать в режиме диалога с центральной системой управления, принимать команды, передавать измеренные значения в цифровой форме, а также аварийные сообщения.

В отличие от интегральных датчиков, в которых на базе новых технологий осуществляется объединение чувствительных элементов со схемами их включения, а также линеаризация характеристик и термокомпенсация, датчики с встроенными вычислительными средствами принято называть интеллектуальными, учитывая многообразие их функций, возможности самоконтроля и двустороннего обмена информацией с системой управления.

Интеллектуальный датчик в силу особенностей своей структуры и расширенных функциональных возможностей позволяет обеспечить либо выполнение соответствующих функций, повышающих информативность выходного сигнала до необходимого уровня, либо формирование потока данных с необходимой достоверностью на основе анализа достаточно большого количества результатов отдельных, относительно недостоверных измерений. В результате реальные метрологические характеристики интеллектуальных ИП оказываются существенно выше характеристик датчиков в традиционном исполнении. Это связано с тем, что интеллектуальный датчик (ИД) является не просто датчиком, а представляет собой совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих отображение свойств объекта в виде некоторой структуры данных, формируемых в результате обработки выходного сигнала первичного чувствительного элемента по определенному алгоритму.

Помещение технических средств обработки информации непосредственно к датчику логически оправдано тем, что каждый шаг обработки измерительного сигнала вдали от объекта измерения связан с увеличением погрешности измерения.

В данном случае уместно заметить, что, интеллектуальный датчик имеет возможность согласования измерительного тракта с источником сигнала по чувствительности, динамическому диапазону, избирательности и подавлению помех различного вида.

Он адаптирует свои параметры к внешним факторам и условиям, обеспечивает автоматический самоконтроль функционирования, осуществляет операции юстировки и тарировки, производит коррекцию погрешностей.

В автоматических системах управления и контроля интеллектуальные датчики выполняют следующие основные функциональные задачи:

-преобразование входного сигнала в сигнал требуемого вида с воспроизводимой функциональной связью между ними;

-преобразование полученного сигнала в форму, обеспечивающую помехозащищенную передачу к устройству обработки данных по каналу связи;

-избирательную регистрацию и предварительную обработку выходного сигнала;

-подавление существенных для решения данной задачи помех (возмущающих воздействий);

-реагирование на изменяющиеся условия в точках контроля;

-обеспечение и контроль собственного функционирования.

Эти задачи предопределяют те интеллектуальные свойства, которыми должен обладать датчик, а именно: -способность к самонастройке , т.е. изменению чувствительности и динамических характеристик в соответствии с диапазоном и скоростью изменения выходной величины, а также подавлению помех; -адаптивность к условиям окружающей среды;

Способность датчика или системы датчиков к самодиагностике, включая коррекцию ошибок.

Исходя из этого можно дать следующее определение интеллектуального датчика- это датчик, обладающий способностью автоматической адаптации к источнику сигнала и окружающей среде, а также способностью контролировать свои функции, корректировать ошибки измерений, и представляющий собой электронное устройство, основанное на объединении чувствительных элементов, схем преобразования сигналов и средств микропроцессорной техники».

Интеллектуальный датчик представляет конструктивно объединенную совокупность ИП и электронного компьютера, размещенную в зоне действия измеряемых величин, воспринимающую заключенную в объекте информацию о размере этих величин, обеспечивающую автоматическое согласование собственных параметров с параметрами измеряемых величин и внешними условиями, а также автоматический контроль собственного функционирования и компенсацию отдельных составляющий погрешностей.

.

Структурная схема ИД зависит от структурных схем измерительных преобразователей, входящих в сосшв .датчика,

Ни рисЛ .iaпредставлено функциональная схема ИД, соотие-иггвующая структурной схеме датчика прямого преобразования. На рис. 1-1 а введенм следующие обозначения:

· первичный измерительный преобразователь с неэлектрическим входным сигналом

· промежуточный измерительный преобразователь.;

· электронный блок подготовки и первичной обработки измерительного преобразователя;

· аналого-цифровой преобразователь;

· источник питания;

· микро-ЭВМ:

· интерфейс.

Выходной сигнал первичного МП может непосрсдствено преобразоваться в цифровую форму. Перличиый ИП может быть объединен с аналого-цифровым преобразователем.

Соответствующая структура ИД представлена на рис. 1.1б, где 1 — первичный ИП; 2 -аналого-цифровой преобразователь; 3 — устройство выборки и храпения; 4 — кодирующее устройство; 5-источник питания; 6- микро-ЭВМ; 7 — интерфейс.

Для дискретных измерительных сигналов обычно применяетется более простая структура ИД, которая отличается несколько меньшими аппаратными затратами (см. Рис. 1.1 в, где 1 – чувствительный элемент; 2 — преобразователь и формировитнль счетного сигнала; 3 — блок формировании нормированных электрических импульсов; 4 -счетчик; 5 — микро-ЭВМ;

Источник: http://MirZnanii.com/a/121364/intellektualnye-datchiki

Современные интеллектуальные датчики общепромышленного назначения, их особенности и достоинства

Главный редактор — д-р техн. наук, проф. В. Ю. Кнеллер

УДК 681.584.311:57.024.(048.8)

Современные интеллектуальные датчики общепромышленного назначения, их особенности и достоинства

Э. Л. Ицкович

С точки зрения пол ьзователей анализируется рынок интеллектуал ьных датчиков в России. Рассматрива ются структура и функции современных интеллектуал ьных датчиков, их связи с полевыми сетями, тен денции их развития. Приводятся технические и экономические преимущества их испол ьзования по сравнению с обычными датчиками.

ЖУРНАЛ В ЖУРНАЛЕ

Измерения [Контроль

Автоматизация: СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время на большинстве предприятий почти всех отраслей промышленности России приборный парк физически существенно устарел и требует частичной или кардинальной замены.

Поэтому вопросы рационального выбора датчиков возникают на предприятиях как при построении новых систем автоматизации и при модернизации существующих систем, так и просто при замене отслуживших свой срок приборов.

Ввиду этого спрос на приборы возрастает, а выбор наиболее рациональных приборов приобретает все более существенное значение.

Большинство заказчиков при покупке датчиков предпочитают приобретать уже известные КИП, давно выпускаемые отечественными производителями, привычные виды этих средств, благо они в избытке выпускаются заводами России и сравнительно не дороги.

Однако в последние годы все более широкое распространение в мире получают новые классы средств восприятия и измерения, оснащенные микропроцессором, которые принято называть «интеллектуальные датчики». В нашей стране их применение существенно отстает от применения в развитых странах, хотя большое число фирм (в основном, зарубежных) рекламирует и распространяет их в России.

Далее в статье рассматриваются свойства современных интеллектуальных датчиков, выделяются их отличия от традиционных датчиков, перечисляются технические и экономические особенности их применения.

В начале необходимо остановиться на самом термине «интеллектуальные датчики», поскольку как в обиходной речи, так и в литературе под этим термином понимают разные по возможностям классы приборов и зачастую любой датчик, имеющий в своем составе микропроцессор, независимо от выполняемых этим микропроцессором функций, называется интеллектуальный датчик. Не углубляясь в терминологию подчеркнем, что данная статья касается только таких современных интеллектуальных датчиков, которые являются многофункциональными программируемыми измерительными средствами, имеющими связи со стандартными полевыми сетями.

СТРУКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ

Структурно рассматриваемые датчики состоят из двух взаимосвязанных блоков: чувствительного элемента (сенсора) и преобразователя. Последний комплектуется из программируемого микропроцессора с оперативным и постоянным модулями памяти, аналого-цифрового преобразователя, се-

42

Зепвогв & Зуэгетэ • № 2.2002

тевого контроллера связи с типовыми полевыми сетями. Как сенсор, так и преобразователь датчика, обычно, имеют ряд вариантов исполнения, рассчитанных на различные свойства измеряемой и окружающей сред.

Варианты исполнения сенсора: различные методы восприятия измеряемых величин; разное соединение сенсора с конструкцией объекта измерения (фланцевое, вафельное, резьбовое); разный тип корпуса сенсора, определяемый давлением, температурой, помехами в месте измерения; разный материал корпуса сенсора (под обычную, химически агрессивную, абразивную, взрывоопасную, гигиеническую среды).

Варианты исполнения преобразователя: питание от внутреннего или внешнего источника; разные виды выходных сигналов и коммуникационных связей с полевыми сетями, разное защитное исполнение от возможных помех и свойств окружающей среды.

Читайте также:  Фазоповоротные трансформаторы и их использование

Большинство производителей комплектуют датчики из сочетания разных вариантов сенсоров с разными вариантами преобразователей, рассчитанных на работу с данной серией сенсоров.

Благодаря этому удается наиболее точно и полно удовлетворить отдельным конкретным требованиям к прибору.

Следует иметь в виду, что подобная, весьма технически рациональная гибкость построения датчиков, в то же время, обычно, не позволяет дать оценку стоимости прибора без детального анализа выбранных вариантов составляющих его блоков.

В последнее время получают распространение мультисенсорные датчики, когда к одному преобразователю подключается ряд сенсоров, воспринимающих различные или однотипные величины.

Так, датчик расхода газа состоит из трех сенсоров: перепада давления на сужении, абсолютного давления и температуры в месте сужения, по всем ним преобразователь вычисляет значение расхода газа; многозонные (многоточечные) датчики температуры имеют в своем составе от нескольких до более десятка температурных чувствительных элементов и преобразователь по их значениям вычисляет профиль температуры в объекте или определенную функцию от ряда температурных сенсоров (например, среднюю температуру объекта).

ФУНКЦИИ, РЕАЛИЗУЕМЫЕ В СОВРЕМЕННЫХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ДАТЧИКАХ

Кроме обычных функций восприятия искомой величины и преобразования сигнала, современные интеллектуальные датчики выполняют ряд других функций, существенно расширяющих их возможности и улучшающих их технические характеристики. Далее рассмотрены эти функции, которые в той или иной степени полноты свойственны современным интеллектуальным датчикам.

Функции преобразования.

Датчик преобразует электрическую величину на выходе сенсора (обычно представленную в виде низковольтного аналогового, частотного, или импульсного сигнала) и производит ее измерение; при этом он выполняет коррекцию выходного значения по сопутствующим текущим показателям состояния измеряемой среды (например по ее температуре и/или давлению), в случае, если показания датчика зависят и от них. В приборе проводятся необходимые преобразования измерительной информации: усиление сигналов сенсора, стандартизация диапазонов выходных аналоговых сигналов, линеаризация и фильтрация, расчет выходных значений по заданным алгоритмам, аналого-цифровое преобразование значений измеряемой величины.

Функции самодиагностики.

В процессе работы датчики выполняют анализ своей работы: при возникновении различных сбоев, нарушений и неисправностей фиксируют их место возникновения и причину, определяют выход погрешности прибора за установленное значение, анализируют работу базы данных датчика, рассматривают правильность учета факторов, которые корректируют выходные показания датчика. Датчик может выдавать оператору до 30-ти различных сообщений, конкретизирующих текущие особенности его работы и резко облегчающих и ускоряющих его обслуживание (при необходимости вмешательства сотрудников КИП в его работу). Обычно информация, выдаваемая датчиком об отдельных его неисправностях, подразделяется на два типа:

• некритическая информация, когда датчик требует определенного обслуживания, но измеряемые им значения могут использоваться для управления;

• критическая информация, когда выходные данные датчика неверны и либо требуется немедленное вмешательство оператора по приостановке использования его показаний, либо сам датчик переводит свой выход в постоянное безопасное для управления процессом значение, и сообщает о необходимости срочного обслуживания прибора. Информационные функции. Датчики хранят в своей памяти и по дистанционному запросу пользователя выдают все данные, определяющие свойства, характеристики, параметры данного конкретного прибора: его тип, заводской номер, технические показатели, возможные диапазоны измерения, установленную шкалу, заданные параметры настройки сенсора, работающую версию программного обеспечения, архив проведенных метрологических поверок, срок проведения следующей поверки датчика и т. п. Кроме того датчики могут иметь архив текущих измеряемых и вычисляемых ими значений величин за заданный интервал времени.

Функции конфигурирования. Дистанционное формирование или модификация пользователем основных настроечных параметров датчика: установка нуля прибора, выбор заданного диапазона измерения, фильтрация текущих значений, выбор наименования единиц измерения, в которых датчик должен выдавать информацию и т. п. действия.

Функции форматирования. Автоматический анализ изменений измеряемой величины и текущего состояния среды измерения: определение выходов значений измеряемой величины за заданные нормы, выдача различных сообщений об изменениях значений измеряемой величины, проверка нахождения в допустимых диапазонах параметров измеряемой среды. Все эти функции дистанционно настраиваются пользователем.

Управляющие функции. В последнее время все большее число добавочных функций, непосредственно связанных с управлением технологическим процессом, стали возлагать на интеллектуальные датчики (особенно при их использовании с полевой сетью Foundation Fieldbus).

Для реализации этих функций в память микропроцессора датчика прошивается соответствующий набор типовых программных модулей, а их инициация и параметризация проводится дистанционно оператором с помощью простейшего графического конфигуратора.

В качестве типовых программных модулей используются простейшие арифметические и логические операции, таймер, элемент чистого запаздывания, интегратор, варианты регуляторов: Р, I, PI, PD, PID и т. п.

функции, из которых легко набираются конкретные алгоритмы регулирования разных видов, блокировочные зависимости, алгоритмы смешивания и другие алгоритмы управления технологическими процессами.

СВЯЗИ ДАТЧИКОВ С ЦИФРОВЫМИ ПОЛЕВЫМИ СЕТЯМИ

Коммуникационно современные интеллектуальные датчики поддерживают три стандарта полевых сетей: сеть с HART-протоколом, сеть Profibus, сеть Foundation Fieldbus.

Стандартная сеть с HART-протоколом.

Наиболее широко распространенный, достаточно простой, давно устоявшийся и поддерживаемый подавляющим большинством фирм, выпускающих как контроллеры, так и интеллектуальные приборы — протокол HART был разработан в середине 80-х годов и стандартизирован в Америке. Протокол основан на аналоговой 420 мА технологии. Он нацелен на связь контроллера с интеллектуальн

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Источник: http://naukarus.com/sovremennye-intellektualnye-datchiki-obschepromyshlennogo-naznacheniya-ih-osobennosti-i-dostoinstva

интеллектуальный датчик — это… Что такое интеллектуальный датчик?

3.11 интеллектуальный датчик: Адаптивный датчик с функцией метрологического самоконтроля.

Примечания

1 Интеллектуальный датчик, как правило, имеет цифровой выход и может обеспечивать передачу информации о метрологической исправности через интерфейс.

При этом, обладая вычислительными возможностями, интеллектуальный датчик позволяет осуществлять:

— автоматическую коррекцию погрешности, появившейся в результате воздействия влияющих величин и/или старения компонентов;

— самовосстановление при возникновении единичного дефекта в датчике;

— самообучение.

2 Под самовосстановлением понимается автоматическая процедура ослабления метрологических последствий возникновения дефекта, т.е. процедура обеспечения отказоустойчивости.

3 Под отказоустойчивостью понимается способность сохранять метрологические характеристики в допускаемых пределах при возникновении единичного дефекта.

4 Под самообучением понимается способность к автоматической оптимизации параметров и алгоритмов работы.

5 Интеллектуальные датчики создают техническую основу для установления двух значений межповерочных (межкалибровочных) интервалов (при эксплуатации с использованием функции метрологического самоконтроля и без нее).

1 Интеллектуальный датчик температуры, содержащий термопару, капсулу с металлом, а также микроконтроллер. Температура плавления металла в капсуле известна с высокой точностью и поэтому принимается в качестве опорного значения.

Метрологический прямой самоконтроль датчика температуры осуществляется при температуре плавления металла, находящегося в капсуле, путем автоматической оценки отклонения измеренного значения температуры от принятого опорного.

Информация о результатах самоконтроля может быть передана через интерфейс оператору, может быть использована для осуществления автоматической коррекции погрешности.

2 Интеллектуальный емкостной датчик расстояния до плоского проводящего тела, содержащий плоские электроды, сдвинутые друг относительно друга в направлении, перпендикулярном их поверхности.

В тех случаях, когда критическая составляющая погрешности обусловлена неодинаковым загрязнением поверхности электродов, в качестве принятого опорного значения может быть использована разность значений напряжения на сдвинутых электродах при расстоянии, измеренном с помощью одного из них, определенная на этапе предшествующей калибровки.

Метрологический диагностический самоконтроль осуществляется по отклонению значения разности этих напряжений от принятого опорного значения.

Источник: https://normative_reference_dictionary.academic.ru/23013/%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%83%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B0%D1%82%D1%87%D0%B8%D0%BA

«Интеллектуальные» датчики

Что же такое интеллектуальный датчик и как он работает? Об этом Вам расскажет компас.

Современные датчики электрических величин представляет собой сложную систему разнородных компонентов – аналоговых и цифровых электронных схем, алгоритмов измерения и конструктивных элементов.

Все чаще в них встраиваются микропроцессоры, позволяющие за счет математической обработки информации непосредственно в процессе измерения и активного управления измерением значительно повысить точность.

Тенденция «интеллектуализации» датчиков физических величин приводит к чрезвычайному усложнению процесса проектирования, который носит системный характер и невозможен без использования средств автоматизации.

В то же время микропроцессорные датчики, как объекты проектирования, имеют особенности, затрудняющие развитие и применение средств автоматизированного проектирования.

Особенности и преимущества, получаемые от использования «интеллектуальных» датчиков связаны с привлечением вычислительных ресурсов в сам датчик.

Обработка данных производится в каждом индивидуальном датчике, в отличие от обработки в центральном контроллере системы, как в большинстве традиционных систем.

При этом интеллектуальный датчик наряду с получением обычной полезной информации может быть динамически запрограммирован в зависимости от изменений в требованиях пользователя.

Читайте также:  Явление электромагнитной индукции в картинках

Это уменьшает необходимость в дорогих, специально ориентированных на данное приложение датчиках, так как дешевые программируемые общецелевые датчики достаточны для большинства приложений.

Применение цифровых методов обработки информации позволяет повысить не только качество измерений, но и значительно расширить функции приборов.

Кроме уже известных возможностей (настройка пределов измерения, фильтрация сигнала, корректировка погрешностей) появляются и другие функции (реализация функций регуляторов, задание допустимых значений, самодиагностика, увеличение объема передаваемой информации по полевым шинам и др.).

Интеллект датчиков, как правило, обеспечивает выполнение некоторого подмножества из следующих функций:- автономный (необслуживаемый) режим работы в течение временных периодов от нескольких часов до нескольких месяцев;- обработку и хранение больших объемов входных данных;- высокую стабильность метрологических характеристик в течение длительных интервалов времени;- устойчивость к воздействию внутренних, внешних помех и сбоев;- повышение точности датчиков и коррекция погрешностей;- самотестирование;- самообучение с элементами искусственного интеллекта;

— коммутация (интерфейсы передачи данных).

К числу дополнительных функций относятся:- обеспечение повышенной надежности при работе в тяжелых климатических условиях;- минимизация энергопотребления от автономных гальванических источников питания;- коррекция погрешности и возможность автокалибровки измерительных каналов;- аппаратная и программная фильтрация входного сигнала с целью уменьшения помех;- реализации режима периодической подачи и отключения питания;- использование сторожевого таймера для предотвращения потери программного управления;- использование статических оперативных запоминающих устройств (ОЗУ) с резервированием питания;- герметизация корпуса;

— многократное измерение параметров.

Особое внимание уделяется обеспечению режима минимизации энергопотребления за счет следующих средств:- использование элементной базы с малым энергопотреблением;- введение в общую структуру устройства систем управления режимами энергопотребления (например, менеджеров питания);- выбор минимальной тактовой частоты контроллера;- использование режимов приостановки, полной остановки или выключения питания во время работы относительно медленнодействующих периферийных устройств;

— использование экономных преобразователей постоянного напряжения.

1. Датчики, имеющие аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и интерфейс для связи с ПЭВМ типа RS–232, RS–422, RS–485. Устройства данного типа не имеют встроенного микроконтроллера и
осуществляют только оцифровку аналогового сигнала с дальнейшей передачей на ПЭВМ.

2. Датчики, имеющие АЦП, микроконтроллер и интерфейс связи. Такие устройства осуществляют внутреннюю коррекцию получаемого аналогового сигнала, а ряд из них уже используют протоколы связи типа Hart, Modbus и др. Настройка параметров данных датчиков осуществляется в основном локально (вручную с помощью коммуникаторов различных типов).

3. Датчики, имеющие АЦП, микроконтроллер (или специализированный микропроцессор) и дуплексную связь с ПЭВМ. Подобные устройства имеют в основном интерфейс RS-485 и осуществляют связь с ПЭВМ по протоколам более высокого уровня: Profibus, Fieldbus Foundation и др.

Данные приборы позволяют оператору непосредственно с пульта управления осуществлять настройку их параметров и режимов работы, проводить диагностику и калибровку.

Это дает возможность исключить промежуточные звенья в цепи распределенных систем – программно-логические контроллеры, сократить расходы на проводку, контактные соединения и упростить техническое обслуживание за счет дистанционной диагностики и конфигурирования. Поэтому датчики этой группы можно называть «интеллектуальными».

Датчики давления с микроконтроллерами выпускаются зарубежными компаниями Fisher–Rosemount, Honeywell, Endress & Hauser, Yokogawa, Valcom и рядом других.
Из предприятий СНГ следует отметить Метран, Манометр и Элемер.

Датчики температуры выпускаются компаниями Fisher–Rosemount, Yokogawa, Valcom. Основная погрешность большинства таких средств измерений не превышает 0,1%.

В области измерения уровня выделяются уровнемеры фирм Fisher–Rosemount, Endress & Hauser, Kronhe, Vega. Их основная погрешность составляет около 0,1–0,25%.

Производители:
Fisher-Rosemount
Endress&Hauser
Yokogawa
Valcom

Отечественные производители:
Метран
Манометр
Элемер

Источник: http://znamus.ru/page/intellect_datchiki

Интеллектуальные датчики давления

Интеллектуальные

датчики давления

Оксана СМИРНОВА Юрий ТРОИЦКИЙ

troicky@keytown.com

В настоящее время в литературе большое внимание уделено использованию микроконверторов широко распространенного семейства ADuC8xx в системах сбора информации с температурных датчиков.

Естественно, что уникальные возможности этих приборов позволяют кардинальным образом улучшить метрологические характеристики электронных модулей, предназначенных для обработки сигналов и с других типов датчиков.

В предлагаемой статье оцениваются возможности повышения точности измерения давления, силы, деформации за счет создания интеллектуальных датчиков на базе микроконверторов.

Сегодня широкое распространение получили интегрированные системы сбора информации, содержащие на одном кристалле прецизионные аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи и многофункциональный микроконтроллер, обеспечивающий возможность первичной обработки полученной информации и ее передачи по стандартным или специальным интерфейсам промышленной сети. Наибольшую известность среди таких систем получили прецизионные системы сбора данных (микроконверторы) семейства ADuC8xx фирмы Analog Devices и семейства MSC12xx фирмы Texas Instruments. Микросхемы этих серий включают в себя (рис. 1) один или два 16- или 24-разрядных аналого-цифровых преобразователя с сигма-дельта модуляцией, цифро-аналоговые преобразователи, а также встроенный микроконтроллер с ядром МС51 и расширенной периферией, обеспечивающей широкие возможности организации различных способов обмена с внешними устройствами.

АЦП с сигма-дельта модуляцией обладают большой разрешающей способностью и линейностью во всем диапазоне измерений, что позволяет обрабатывать сигналы низкого уровня с первичных датчиков без предварительного усиления прецизионными усилителями.

Встроенный микроконтроллер с ядром МС51 (52) позволяет осуществлять коррекцию всех погрешностей датчиков программными методами. Поэтому в дальнейшем под термином «интеллектуальный датчик» мы будем понимать модуль, включающий в себя соответствующий датчик и микроконвертор.

Такое понятие используется и в материалах фирмы Analog Device [1]. Безусловно, многие фирмы оснащают свои датчики «интеллектом», но при этом, как правило, решаются те или иные частные задачи повышения точности тех или иных конкретных преобразователей.

Естественно, что структура микросхем ADuC8xx и MSC12xx позволяет строить интеллектуальные датчики для различных физических параметров, которые при

AIN 1<\p>

Источник: https://cyberleninka.ru/article/n/intellektualnye-datchiki-davleniya

http://www.bdsensors.ru/

Интеллектуальные датчики давления — датчики, в которых сенсор преобразует давление в электрический сигнал, который усиливается и передается в преобразователь, установленный в самом приборе, а не в центральный контроллер (АСУ ТП), как в классических схемах.

Преобразователь производит обработку информации непосредственно в процессе измерения давления, а также активно управляет процессом измерения. На выходе интеллектуальные датчики давления дают аналоговый электрический сигнал и цифровой сигнал совместимый с протоколами HART, Modbus, FieldBus и другими.

Наличие микропроцессора позволяет не только повысить точность измерений, но и значительно расширить функции прибора.

 

Интеллектуальные датчики давления БД СЕНСОРС РУС:

Свяжитесь с нами!

подробнее

  • Диапазоны давления от 0…0,4 до 0…40 бар
  • Основная погрешность 0,1 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мA (опция Ex-исполнение), RS 485/HART, RS 485/Modbus, HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,1 до 0…600 бар
  • Основная погрешность 0,1 % ДИ
  • Выходной сигнал 3-х пров. 4…20 мА, 0,1…10 В
  • Диапазоны давления от 0…60 до 0…600 бар
  • Основная погрешность 0,1 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мA (опция Ex-исполнение), RS 485/HART, RS 485/Modbus, HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,4 до 0…600 бар
  • Основная погрешность 0,1 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА, HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,06 до 0…20 бар
  • Основная погрешность 0,2 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА, HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,0005 до 0…400 бар; -1…0 бар
  • Основная погрешность 0,075 / 0,04 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА (опция 0…20 мА), HART-протокол
  • Диапазоны давления до 250 бар
  • Основная погрешность 0,075 / 0,04 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА (опция 0…20 мА), HART-протокол
  • Диапазоны давления от -0.5 до 25 бар
  • Основная погрешность 0,075 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА (опция 0…20 мА), HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,4 до 0…600 бар; -1…0 бар
  • Основная погрешность 0,1 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА, HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,0125 до 0…250 бар; -1…0 бар
  • Основная погрешность 0,075 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА, HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,4 до 0…40 бар
  • Основная погрешность 0,1 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мA (опция Ex-исполнение), RS 485/HART, RS 485/Modbus, HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,1 до 0…600 бар
  • Основная погрешность 0,1 % ДИ
  • Выходной сигнал 3-х пров. 4…20 мА, 0,1…10 В
  • Диапазоны давления от 0…60 до 0…600 бар
  • Основная погрешность 0,1 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мA (опция Ex-исполнение), RS 485/HART, RS 485/Modbus, HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,0005 до 0…400 бар; -1…0 бар
  • Основная погрешность 0,075 / 0,04 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА (опция 0…20 мА), HART-протокол
  • Диапазоны давления до 250 бар
  • Основная погрешность 0,075 / 0,04 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА (опция 0…20 мА), HART-протокол
  • Диапазоны давления от -0.5 до 25 бар
  • Основная погрешность 0,075 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА (опция 0…20 мА), HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,4 до 0…600 бар; -1…0 бар
  • Основная погрешность 0,1 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА, HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,0125 до 0…250 бар; -1…0 бар
  • Основная погрешность 0,075 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА, HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,4 до 0…600 бар
  • Основная погрешность 0,1 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА, HART-протокол
  • Диапазоны давления от 0…0,06 до 0…20 бар
  • Основная погрешность 0,2 % ДИ
  • Выходной сигнал 4…20 мА, HART-протокол

Источник: http://www.BDSensors.ru/ru/products/list-pressure-intelligent/

Ссылка на основную публикацию