智能传感器应用的3个层次(传感器在智能制造中的应用)

 

在智能工厂里，无论是智能机器人，还是智能化生产线、自动化生产设备，工作流程基本都是数据采集、分析和处理，很多工作都是由结合工业物联网的智能传感器来共同协作完成的，从而实现智能制造的生产运营活动。

随着信息技术的发展，传感器作为信息产业的神经触角，以微机电系统技术为基础的智能传感器代表了传感器的主要发展方向，其技术的进步不仅可以提高产品智能化水平，还可推动精益制造向智能制造的发展。

智能制造被定位为制造企业升级改造的主攻方向，而传感技术应同计算技术与通信技术一起合称为信息技术领域的三大支柱。以传感器为代表的感知制造业将是未来重要的战略性新兴产业，是信息系统的源头，是实现自动化、智能化的核心。

传感器与智能制造联系紧密。传感器属于基础零部件，是工业的基石、性能的关键和发展的瓶颈，其重要性不言而喻。传感器具有使用量大，应用面广的特点，在工业生产制造中起到了承上启下的作用。

智能制造以智能车间为载体，在设计、供应、制造和服务各环节实现端到端无缝协作。智能物流可以进行感知、思维、推理、路径规划和决策等，是连接智能之间供应和制造的重要环节，也是打造智能工厂的基石。

当前，智能制造和智能物流正处于整合过程中，如何管理制造和物流的复杂流程，协同生产调度和物流调度，以实现智能制造和智能物流的集成是面临的一个重大挑战。

互联网小常识：一个网站对应服务器上的一个目录。建立Web站点时，必须为每一个站点指定一个主目录，当然也可以是虚拟的子目录。未设置默认内容文档时，访问站点应提供首页内容的文件名。

基于工业物联网的智能车间生产物流调度系统通过设备上装配传感器、RFID读写器和通信模块，输送线和RGV/AGV上安装传感器和通信模块等物联网技术，在基于智能车间的自动生产调度和自动物流调度需求，实现了智能制造和智能物流的集成。

智能传感器是指具有信息采集、信息处理、信息交换、信息存储等功能的多元件集成电路，是集成传感器、通信芯片、微处理器、驱动程序、软件算法等于一体的系统级产品。智能传感器与传统传感器相比，它具有对外界环境等信息进行自动收集、数据处理、逻辑判断、功能计算以及自诊断、自校准、自补偿与自适应的能力，拥有更高的精度、更好的稳定性与更强的环境适应能力。

一方面，智能传感器通过更灵活的接口不仅可以在控制器层通信，而且能实现更高数据层的通信，附加的数据或软件系统接口让传感器可以执行新的分析任务及新的功能。这些能力可提高生产的灵活性、质量、效率和透明度。

另一方面，由于增加了智能功能，智能传感器提供的数据更加紧凑、实用，数据资源的利用效率也越高，得到的数据处理结果也更加准确。在内部对数据直接进行预处理、压缩和滤波的智能传感器能更好地满足智能制造的要求。随着应用的深化发展，智能传感器正逐渐向微型化、数字化、智能化、系统化、网络化、移动互联网化等方向发展。

互联网小常识：弹性分组环（RPR）是基于动态分组传输技术的（DPT）,其标准是IEEE802.17。环形结构是目前城域网的主要拓扑结构。弹性分组环网络采用双环结构这一点与FDDI相同，在RPR环中，两个结点的裸光纤最大距离为100Km，将顺时针的环称为外环，逆时针的环称为内环，外环和内环都可用统计复用传输和控制分组，同时可以实现环自愈能力。

智能传感器不仅能够提供生产控制的实时监测数据，还可以提供预警和状态监控，使现场设备透明并实时可控。例如通过该传感器，每台电动机的有关运行状态信息和状态参数都能够迅速而准确地被获得，如振动、温度或过载，同时可以测量能源消耗，精确度为10%，同时将数据无线传输至云服务器中，通过专门开发的软件转化为可用信息以便进行分析，为客户提供电动机维护的信息和建议。

设备管理者可以随时通过智能手机或电脑检查其电动机的运行状态，并可以根据实际需要进行计划维护，不再单纯依靠计划进行维护，避免计划外的停机，延长运行时间。预防性维护是一个非常重要的优势，因为在生产过程中停机一个小时就意味着巨大的损失。

智能传感器的发展与制造业息息相关，智能传感器已成为制造企业进行智能制造升级改造的重要标志。智能传感器作为物联网重要感知器件，必将成为推动智能制造发展强有力的驱动力。

在智能制造过程中，通过工业物联网利用多功能传感器和智能控制系统，设备可以进行自感知、自分析、自决策等智能活动，减少设备响应问题的时间，实时反馈并优化生产物流信息，提升企业生产效率。

智能制造可分为三个层次：

一是智能制造装备，智能制造离不开智能装备的支撑，包括高级数控机床、配备新型传感器的智能机器人、智能化成套生产线等，以实现生产过程的自动化、智能化、高效化;

二是智能制造系统，是一种由智能设备和人类专家结合物理信息技术共同构建的智能生产系统，可以不断进行自我学习和优化，并随着技术进步和产业实践动态发展;

三是智能制造服务，与物联网相结合的智能制造过程涵盖产品设计、生产、管理、服务的全生命周期，可以根据用户需求对产品进行定制化生产，最终形成安全生产服务生态链。

智能制造企业对产品生产到经营的全生命周期进行管控，通过融合生产工艺流程、供应链物流和企业经营模式，有效串联业务与制造过程，最终使工厂在一个柔性、敏捷、智能的制造环境中运行，大幅度优化了生产效率和稳定性。

互联网小常识：透明网桥有以下三个特点：（1）网桥负责路由选择，结点不负责，网桥对结点透明（2）透明网桥用于连接两个MAC层协议相同的网段（3）即插即用，安装方便。

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