産業用センサーは、ファクトリーオートメーションとインダストリー4.0の重要なコンポーネントです。モーション、環境、振動センサーは、直線または角度の位置決め、傾き感知、水平調整、衝撃や落下の検出など、機器の状態を監視します。微小電気機械システム (MEMS) コンポーネントをベースとした特殊な産業用モーション センサーは、インダストリー 4.0 アプリケーションに適しており、広い機械的周波数検出帯域幅、高い信頼性、測定の安定性、最大 105 度までの正確な動作を特徴としています。
産業用オートメーションセンサー
産業用センサーは、ファクトリーオートメーションとインダストリー4.0の重要なコンポーネントです。産業用センサー システムは通常、24 V DC で電力を供給されますが、これは 3 V または 5 V 電源で電力を供給される民生用システムのセンサーとは大きく異なります。したがって、産業用センサー システムでは、センサーを効果的に駆動するために追加の電源管理が必要になります。これらは、マイクロコントローラーやワイヤレス トランシーバーに直接接続する IO- Link などのデジタル出力を利用します。アナログ データ出力は通常、オペアンプによって調整され、マイクロコントローラー内のアナログ - - デジタル コンバーター (ADC) にリンクされます。
1. 環境センサー
ファクトリーオートメーション環境では、温度、相対湿度、圧力、可聴ノイズを測定する環境センサーは通常、24V DC によって電力供給されます。これらのセンサーは通常、IO- Link 通信プロトコルを使用してデータをデジタル形式で出力します。
2. イメージセンサー
マシン ビジョン システムの中核として、画像センシングは主に、物理的なオブジェクトを計算し、その重量と体積を計算し、その形状を検査するアプリケーションに導入されます。ハイ ダイナミック レンジ (HDR) イメージ センサーは、オートフォーカス (AF) ドライバーやレンズ シェーディング補正 (LSC) アルゴリズムなどの一連の重要な機能を提供し、高性能産業用イメージ センサーの設計をサポートします。-
3. モーションセンサーと振動センサー
動きと振動の感知と検出は、直線または角度の位置決め、傾斜と水平調整、モーター状態の監視、衝撃と落下の検出など、ファクトリーオートメーションのアプリケーションで重要な役割を果たします。通常、慣性センサーは 24V DC レールから電力を供給され、IO- Link 通信プロトコルを使用してデータをアナログまたはデジタル形式で出力します。
4. 近接センサー
近接センサーは、物理的接触なしに近くの物体の存在または距離を検出します。これらは、金属ターゲットや赤外線に反応した容量性または誘導性の変化を含むさまざまな原理を使用して、または光ビーム内の光子の飛行時間 (ToF) を測定することによって構築できます。--
STは、センサー システム設計者がこれらの課題にうまく対処できるよう、さまざまな MEMS モーション センサーと環境センサー、8- ビット STM8 および 32 ビット STM32 マイクロコントローラー、広範な接続ソリューション (有線または無線、IO-Link を含む) を提供しています。
産業オートメーションセンサーには、次のようなさまざまなタイプがあります。
1. 温度センサー
温度センサーは、正の温度係数デバイスから負の温度係数デバイス、RTD (測温抵抗体) まで多岐にわたります。
正の温度係数 (PTC) サーミスタは、正の温度係数を持つ抵抗器です。つまり、温度が上昇すると抵抗が増加します。これらは通常、線形特性を提供するためにシリコンで作られています。対照的に、スイッチ-タイプのPTCサーミスタは非線形の温度測定曲線を示します。サーミスタが加熱されると、その抵抗は臨界温度に達するまで減少し、その後増加します。
これらは産業機器内のモーター巻線の監視リレーとともに使用され、絶縁損傷に対する過熱保護を提供します。非線形応答曲線により、最大許容巻線温度で抵抗が急激に増加し、リレーが作動して過熱を防ぎます。その後、ワイヤレスセンサーネットワークにリンクできます。
負の温度係数 (NTC) サーミスタは、温度が上昇すると抵抗が減少します。 0 度から 70 度の広い温度範囲にわたって精度を ±0.1 度または ±0.2 度の許容誤差で維持し、優れた長期安定性を備えています。-
これらのサーミスター プローブ アセンブリは、障害診断のために IIoT およびスマート ファクトリー全体に一般的に導入されています。サーミスター センサー エレメントは、さまざまなシステムを監視し、ワイヤレス センサー ネットワークをクラウドにリンクできます。
アナログおよびデジタル温度センサー IC
2. 近接センサー
誘導型近接センサーは近くの金属を検出し、ヒューマン マシン インターフェース（HMI）の安全性を高めます。{0} 2 線式および 3 線式 DC バージョンのほか、高速動作用に別個のアンプを備えたセンサーも用意されています。
レーザー測距（LIDAR）センサーにより、コンベア ライン上の赤外線モーション センサーなど、一次元トポロジーでの物体検出が可能になります。{{0}D LiDAR センサーは、生産ライン上のコンポーネントの位置を特定する位置センサーとして機能します。
近接および飛行時間（ToF）センサー--
3. 振動センサー
振動センサーは、MEMS 加速度計素子または圧電結晶を利用して振動周波数を測定し、監視対象システムの高調波に調整します。これらは故障診断に重要なデータを提供し、加速度計は傾き、落下、衝撃の測定のためのモーション センサーとして機能します。加速度計、ジャイロスコープ、慣性測定ユニット (IMU)、電子コンパス
4. その他のセンサー: 圧力、pH、流量、湿度、超音波、PIR、光電センサー
オートメーションで使用されるその他のセンサーには、液体の酸性度を測定するための圧力センサー、pH センサー、アクチュエーターを監視するための流量センサー、湿度センサー、超音波センサーなどがあります。 PIR センサー、光電センサー、ロータリー エンコーダーは、産業オートメーション システムのしきい値測定用のリミット スイッチとして機能します。
これらの IoT センサーはすべて、産業用センサー ネットワーク（有線または無線）を介してゲートウェイに接続され、IoT にリンクしてリアルタイム分析と状態モニタリングを行います。{0} ST 独自の産業用センサー。
産業用ワイヤレスセンサーとネットワーク
産業用ワイヤレス センサー ネットワークは、短距離 Bluetooth や Zigbee から Wi-Fi まで、幅広いプロトコルを利用します。
長距離産業用無線センサー ネットワーク (IWSN) では、低電力のサブ{{2} GHz LoRa 無線通信を使用できます。-
セルラー モデムは、ワイヤレス センサー ネットワークのオプションとしては高価ですが、通信ネットワークの信頼性を提供します。{0}これは、マシン ビジョン システムによって提供されるデータ レートの高速化にとって重要です。 IoT の一部として、分析のためにビデオをクラウドに送り返すことができます。
何千ものセンサー ノードとそのワイヤレス トランシーバーが大量の電力を消費するため、産業用センサー ネットワークでは消費電力は重要な考慮事項です。一部のワイヤレス ルーティング プロトコルは、主にデューティ サイクルが低いため、本質的に消費エネルギーが少なくなります。重負荷のアプリケーションでは干渉を克服し、信頼性の高いデータ収集とネットワークの信頼性を確保するために、より高い電力が必要になる場合があります。-