Print

Kritické aplikace senzorů

-- 12.03.20

Diagnostika, redundance, inteligence: Používání senzorů v éře inteligentních zařízení a systémů vyžaduje více znalostí o návrhu automatizačních senzorových systémů.

S nástupem dnešní „chytré éry“ dochází k masovému rozvoji chytrých systémů a zařízení. Jádrem většiny těchto inteligentních systémů jsou senzory a senzorová technika. Senzory jsou pilířem pro vytváření chytrých zařízení schopných shromažďovat řadu komplexních dat z různých zdrojů a převádět je na měřitelné výstupy, které poskytují důležité informace o jejich fungování. Tyto informace tvoří základ rozhodnutí a kroků, jež je třeba přijmout.

Senzorové inženýrství je zaprvé vědou o integraci sestavy, která umožňuje senzorům působit a přeměnit ji na efektivní řešení, zadruhé poskytuje schopnost činit lepší a přesnější rozhodnutí tam, kde se používá, a zatřetí se dotýká mnoha kritických oblastí života a zahrnuje stále více odvětví, jako je lékařská elektronika, nositelná elektronika, bezpečnost vozidel, průmyslová zařízení a hračky.

Při volbě způsobu používání senzorů u kritických aplikací se uplatňují dva přístupy: tím prvním je redundance senzorů, tím druhým pak diagnostika senzorů. Každý z nich byl emulován v různých průmyslových odvětvích.

Aplikovaná inteligence senzorů

S rostoucím významem senzorového inženýrství je důležité kriticky vyhodnocovat aplikace senzorového inženýrství.

Strojní lisy vyžadují velmi vysokou míru přesnosti při aplikování a udržování působení síly na objekt. Jedním ze způsobů, jak tuto sílu měřit, je pomocí tlakových snímačů. Lze použít více takových snímačů a výsledky zprůměrovat. Pomáhá to anulovat jakékoli malé rozdíly v odečtu zatížení mezi snímači, které se mohou vyskytnout v různých časech a za různých podmínek prostředí.

Další výhodou procesu průměrování je to, že je možné také redukovat šumové signály na jednotlivých výstupech tlakových snímačů. Další výhodou použití většího počtu senzorů k měření jednoho procesního parametru je to, že ačkoli jeden senzor selže, systém může stále fungovat, i když nemusí poskytovat stejně přesné hodnoty. Avšak jak lze řídit shromažďování vstupů z několika redundantních senzorů a jejich zpracování, aby bylo dosaženo uvedených výhod? V tomto případě musí být polohovací řídicí prvek naprogramován tak, aby provedl kontrolu a průměrování dat tlakových snímačů ještě předtím, než je do řídicí smyčky odeslána zpětná vazba.

V leteckém průmyslu hrají senzory klíčovou roli při zajišťování bezpečnosti letadel za letu. Ve známém případě se přední světový výrobce rozhodl použít v automatizovaném zabezpečovacím systému diagnostiku z jednoho senzoru úhlu náběhu (Angle-Of-Attack – AOA) namísto použití dvou, ba dokonce tří takových senzorů k vybudování redundance a chybově odolných opatření. Ve více než jednom případě senzor úhlu náběhu zaznamenal/interpretoval data chybně, což následně vedlo k nesprávným rozhodnutím automatizovaného zabezpečovacího systému ohledně manévrů letadla v letovém režimu.

V letadle, které využívá dva nebo tři senzory úhlu náběhu, došlo k případům, kdy se data z každého senzoru výrazně neshodovala, což poukazovalo na anomálii v minimálně jednom odečtu. V těchto případech poskytují vestavěné varovné systémy o takovýchto neshodách včasné signály pilotům, kteří se pak mohou rozhodnout vypnout automatické vstupy. V takových aplikacích se redundance jeví jako kriticky nezbytná.

Aplikace měření v automobilech byly úspěšně řešeny již od 80. let za pomoci integrovaných obvodů s Hallovým čidlem. Jednoduchým případem použití je Hallovo čidlo se spínacím výstupem, který detekuje, zda jsou dveře automobilu zcela zavřené.

S pokrokem v automobilových technologiích se požadavky na spolehlivost určování polohy zvýšily. Pokud snímač nesprávně zjistí polohu plynového pedálu, může dojít k nebezpečí. Pro zvýšení bezpečnosti je pro stejné měření možné použít dva senzory namísto jednoho. Výstupní signály obou senzorů pak mohou být porovnány a mohou být detekovány chybové odchylky. Palubní elektronické systémy v automobilech jsou schopny odpovídajícím způsobem zareagovat.

Aplikace s větším počtem senzorů mohou zvýšit hmotnost a vyžadují více instalačního prostoru, ale tyto problémy lze vyřešit zvýšením hustoty integrace senzorů. Běžnou metodou je v polovodičovém průmyslu integrace několika čipů CMOS (Complementary Metaloxide Semiconductor) do jednoho balíčku. Toto je nový přístup uplatňovaný u Hallových čidel.

Shashidhara Dongre je globální ředitel pro chytré produkty a služby společnosti L&T Technology Services. Upravil Mark T. Hoske, obsahový ředitel, Control Engineering, CFE Media, mhoske@cfemedia.com.á.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Výroba nové generace: Technologické trendy
2020-04-28 - 2020-04-28
Místo: online konferenční webinář
Nekonvenční zdroje elektrické energie
2020-05-13 - 2020-05-15
Místo: Hotel Ryšavý, Vémyslice
Úspory a údržba v průmyslu
2020-05-19 - 2020-05-19
Místo: Ostrava
Národné fórum údržby 2020
2020-05-26 - 2020-05-27
Místo: Hotel PATRIA, Štrbské Pleso

Katalog

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2020 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI