離散傳感器:新應用催生新技術
2010-06-11 09:46 《今日自動化》
導讀:離散傳感器是機電一體化設備的重要組成部分,因為它是執(zhí)行機構和控制器之間重要的信息傳輸橋梁,也是機電一體化設備的關鍵環(huán)節(jié)。近年來,軌道交通、風電等新興行業(yè)的蓬勃發(fā)展也為離散傳感器打開了新的市場,而諸如機床、包裝等傳統(tǒng)行業(yè)中所應用的離散傳感器產(chǎn)品也出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢。
參與嘉賓
中鐵電氣化勘測設計研究院有限公司副總工程師 王術合
山東法因數(shù)控機械股份有限公司技術中心電氣設計工程師 李榮華
北京萊姆電子有限公司總經(jīng)理 張宗慧
宜科(天津)電子有限公司總經(jīng)理 李 虹
廣州施克傳感器有限公司產(chǎn)品經(jīng)理 易 娜
廣州施克傳感器有限公司產(chǎn)品經(jīng)理 丁 湘
上海倍加福工業(yè)自動化貿易有限公司產(chǎn)品部經(jīng)理 王 娟
堡盟電子(上海)有限公司傳感器經(jīng)理 宋小剛
離散傳感器是機電一體化設備的重要組成部分,因為它是執(zhí)行機構和控制器之間重要的信息傳輸橋梁,也是機電一體化設備的關鍵環(huán)節(jié)。近年來,軌道交通、風電等新興行業(yè)的蓬勃發(fā)展也為離散傳感器打開了新的市場,而諸如機床、包裝等傳統(tǒng)行業(yè)中所應用的離散傳感器產(chǎn)品也出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢。
軌道交通:RFID技術與專用傳感器前景看好
在高速電氣化鐵道和城市軌道交通方面,如電扶梯、大型通風空調、屏蔽門、防災報警系統(tǒng)(F A S)、設備監(jiān)控系統(tǒng)(B A S)等都需要大量的離散傳感器。中鐵電氣化勘測設計研究院有限公司副總工程師王術合舉例說:“在站臺屏蔽門系統(tǒng)方面,為了防止乘客被夾在列車門與站臺屏蔽門之間,需要在門的兩側設置光電傳感器,當乘客進入此區(qū)域后安全系統(tǒng)禁止關門;在高速列車系統(tǒng)方面,障礙物探測非常重要,一旦高速行車區(qū)段存在障礙物,乘客的安全會受到很大的威脅。所以,這也需要應用到離散傳感器。”
王術合介紹,相對于以上離散傳感器較為傳統(tǒng)的應用,近年來軌道交通行業(yè)出現(xiàn)了很多新的應用領域。眾所周知,R F I D技術在一些行業(yè)已經(jīng)有非常成熟的應用,但是在軌道交通行業(yè),R F I D技術尚未工程實用化,王術合對這種技術的前景充滿信心。他介紹,城市軌道交通是由很多線組成,而每條線路可能分屬不同的運營公司,然而乘客需要在不同的線路中間換乘,所以地鐵票費清分系統(tǒng)是非常需要的。目前我國采用的是數(shù)學計算方法,假設旅客的路徑最短,根據(jù)排列組合和乘客在各線路乘坐路程長短將票費分配給不同的線路,然而這反映的并不是實際的情況,如果廉價的RFID代替現(xiàn)行車票,清分系統(tǒng)功能就會很容易實現(xiàn)。
隨著全國各大城市軌道交通項目的進行,用于隧道掘進的專用工程機械――盾構機也逐漸成為行業(yè)內關注的熱點。王術合介紹說:“盾構機系統(tǒng)除了完成自己的工作外,還要避免開挖面的坍塌以及適應復雜地質狀況等問題,因此離不開離散傳感器。盾構機系統(tǒng)需要的離散傳感器比較多,如注漿傳感器,土壓傳感器、位移傳感器等專用傳感器,這些傳感器對性能的要求比較高,如有的最高工作溫度需要達到125℃的高溫,同時精度要求也很高。”同時,在以人為本的社會中,人們更加關注生活的質量,一些與人身安全和乘客舒適度、基礎設施安全相關等方面的因素,對推廣離散傳感器的應用非常重要。王術合說,目前市場關注點也逐漸集中在新型離散傳感器對設備、系統(tǒng),甚至整個行業(yè)技術進步的推進作用上。
盡管國內軌道交通行業(yè)為傳感器廠家?guī)砹松虣C,但王術合強調,鐵路系統(tǒng)是一個移動的系統(tǒng),在抗震、耐受復雜多變的氣候、抗電磁干擾、耐久性等方面都有特殊的要求。所以,用戶買產(chǎn)品其實買的主要是“性能”。
傳感器功能的完善和機電一體化設備的整體功能提升是息息相關的,王術合建議,傳感器廠家需要對具體的行業(yè)市場做調研。對于我國傳感器行業(yè)來說,價格低是優(yōu)勢,但離散傳感器的性能和質量與進口設備相比還有很大發(fā)展空間。因此,需要行業(yè)協(xié)會、生產(chǎn)制造企業(yè)和用戶聯(lián)系更緊密,通過新的機制共同推動離散傳感器的發(fā)展。
機床:應用于嚴苛環(huán)境下的離散傳感器產(chǎn)品受到青睞
山東法因數(shù)控機械股份有限公司技術中心電氣設計工程師李榮華介紹說,離散傳感器在機床行業(yè)的應用領域很寬,光電開關、接近開關、光柵等離散傳感器產(chǎn)品都有應用。如機床上用行程開關做限位開關,來實現(xiàn)對機床運動部件的超程保護,也使用光電開關、接近開關等來實現(xiàn)一些檢測、保護、反饋及狀態(tài)確認等功能;光柵則被廣泛地應用于數(shù)控系統(tǒng)的閉環(huán)控制, 以提高數(shù)控機床的加工精度;如果要求機床必須達到一定的安全保護等級,則必須使用安全開關或者光幕等等。由于離散傳感器作為弱電設備,在機電一體化設備和系統(tǒng)中安裝位置很多、安裝的空間狹小、安裝環(huán)境條件比較差,人們除了關注產(chǎn)品功能和體積外,更多地關注性能。盡管控制系統(tǒng)有冗余設計,但對離散傳感器的性能要求還是很苛刻的。因此,離散傳感器的可靠性和對惡劣環(huán)境耐受能力的性能指標還是非常重要的。
李榮華指出,不同種類、不同類型的機床對傳感器的要求也不盡相同。一般來說,機床對傳感器的要求是可靠性和抗干擾能力要強;能夠滿足相應的精度和運行速度或響應速度的要求;使用維護方便,適合機床的運行環(huán)境。但不可忽略的是隨著傳感器產(chǎn)品的應用范圍的增大以及機床使用廠家對機床不斷提出新的應用要求,一些適用于嚴苛環(huán)境的傳感器產(chǎn)品逐漸受到用戶的青睞,李榮華介紹說:“機床的使用環(huán)境相對于其他行業(yè)來說更為惡劣,存在著比如振動、潮濕、粉塵、油污等影響因素,因此用戶都希望它們具有極高的穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟性。具備如耐高溫、防腐蝕、抗電磁干擾等特性的離散傳感器產(chǎn)品在機床行業(yè)的應用會越來越廣泛。”
伴隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展,傳感器可以通過一定的手段和工業(yè)網(wǎng)絡甚至互聯(lián)網(wǎng)連接,使傳感器具備了更多的功能和更強的適應性。李榮華認為這也是減小惡劣環(huán)境干擾幾率的方式之一,同時,網(wǎng)絡互聯(lián)也為離散傳感器的發(fā)展提出了若干要求,如提高集成度、增強模塊化設計意識、提高標準化程度等。