智能传感器与传感器通讯技术结合的新趋势

Sensorik4.0

传统的传感器是自动化系统最底端的角色，仅具备传感环境参数的能力，并不具信号处理及控制的功能，因此仍须加装信号处理器及致动器，才可完成系统传感及控制; 然目前各国际传感器大厂，已早一步预见智能制造的重要性，于多年前开始研发制造智能传感器(Smart Sensor)，设法将传感信号处理、控制的功能集中于单一传感元件上。

智能传感器的传感元件应包含有自我测试、自我诊断、信号处理、多点传感等特性，如果再把通讯功能加入传感器内，则智能传感器可藉由相互连结而成为智能传感网络。

传感器的通讯串接来自于IO-Link通讯技术，可以实现从控制器到传感器的无缝通讯和数码化数据传输。智能设备可以通过IO-Link来充分发挥其潜力，为工业4.0自动化技术铺平道路。国际标准界面通过持续降低成本和提高效率，体现从工厂设计到安装操作和维护这些所有阶段的价值。

标准的设备描述档(IODDS)和设备参数，通过软件工具，确保IO-Link传感器和执行器的便捷配置和简单整合。智能透明的参数管理，能增强应用程序的灵活性，有效降低停机时间。即使是复杂的产品交替和批量变化，参数也可以快速便捷调整。透过对传感器的直接透明管理，用户可以获得全面的参数化选项和设备诊断功能，来进行预测性维护。

在智能传感器网络的架构下，智能传感器(Smart Sensor)和能串连到上位控制端的IO-link通讯模块(IO-Link Masters)是不可或缺的搭配组合，这种组合有助于现场的IO Link设备和上层的管理和控制系统之间的无缝通讯。

智能传感网络就好比是自动化系统架构的神经网络，能够在生产过程内横向数据通讯，又能纵向与更高层级的MES或ERP系统通讯—即使其位于公司外部。德国传感器大厂倍加福提出的Sensorik 4.0的概念作为智能传感网络的基础，并和SAP近期在法兰克福ACHEMA交易会上正式宣布物联网的合作可知， IT和OT的整合是势不可挡的趋势，并可让整个生产供应链产生附加价值。

智能系统应用方案(Smart System Solution)

自动化新挑战也驱使传感器进化为各种场域必须的自动化系统解决方案，例如在智能城市领域中， 位于德国的林堡MOBA移动自动化股份公司，当他们开发智能废物处理系统时选择了倍加福的智能传感器技术，在每个垃圾桶的盖子都装有耐腐蚀超声波传感器，进行废物料位测量。废物料位测量设备内置SIM卡，定时向程序软件报告垃圾箱的容量。维护，服务和诊断，都可通过云空间处理，传感器数据可于在线监控，几乎不需要在线服务。

当垃圾容量超过80%时， 垃圾桶会自动发出信号，测量到的数据和传感器信息，通过移动通讯网络传输到云空间。相应的智能管理软件能自动规划垃圾车最佳路径， 去处理那些超过核定容量的垃圾桶。

在这一方案下，垃圾车的出车率减少了30%，在节省时间与费用的同时也为当地居民减少了废气排放和噪音污染。将来可能会有更多的城市受益于这个系统。目前已有二十多个国家正在测试MOBA的智能废物处理系统。这个应用是智能系统解决方案的一个例子，现在变得越来越受欢迎。这种传感器感知现实的差异化的图像，并通过网络通讯实时的传输，打造传感器技术4.0的系统方案。(本文由台湾倍加福提供，刘中兴整理报导)