今日の産業環境は、前例のない不安定さ、不確実性、複雑さ、曖昧さによって特徴付けられています。その結果、資産と人々にとって、より低コストでより安全に、より効率的に運用することがますます重要になっています。これに関連して、センシング技術とその進歩は、産業運営の競争力と効率性を維持する上で重要な役割を果たします。
センシング技術とそのさまざまなアプリケーションは、テクノロジーとビジネスのニーズに合わせて進化し続けています。センサーを使用すると、距離から熱、圧力に至るまでのさまざまな物理的属性を検出できます。今日の製品はセンサーを使用して周囲のあらゆるものを感知します。非常に正確で、消費電力が少なく、設置と保守が安価であるという特徴があります。センサーは、プロセスや関連ビジネスに新しい価値を生み出す上で重要な部分であることが証明されています。
1. センシング技術とは何ですか?センサーとどのように関係するのでしょうか?
センサーの範囲は非常に広く、多くの種類がありますが、基本的にセンサーは、測定対象物の特徴量を検出し、その量を読み取り可能な信号に変換して機器に表示するデバイスです。つまり、センシングとは、センサーを使用して物理的、化学的、生物学的特徴量を検出し、読み取り可能な信号に変換することで情報を取得する技術です。
実際、産業上のあらゆるニーズを満たすために利用できるさまざまなセンサーが存在します。要求の厳しいミッションクリティカルな産業用途において、センサーはプロセスを改善し、比類のない資産保護を提供するのに役立ちます。-これらのセンサーは、プロセスに必要な検出やレポートを含むリアルタイムのモニタリングを提供します。-センサーによって監視および収集されたデータは制御と分析のために送信され、特定の特性の異常はセンサーが電気信号を送信することによって報告されます。このようにして、センサーはプロセスがベストプラクティスに沿っていることを保証しながら、プロセスの効率と製品の品質を向上させることができます。
2. 人間の感覚から機械のセンシングを理解する
原則として、抽象的、無形、または物理的特性を検出する機能を持つ材料またはデバイスはすべてセンサーです。私たちはセンサーに囲まれており、周囲で正常に動作している多くのデバイスやプロセスを正常に測定および検出しています。
実際、人体の正常な機能は、目、耳、鼻、舌、皮膚の五感器官に依存しています。{0}。身体の感覚 (感覚器官) の機能は明確に定義されています - 外部環境に関する情報を取得し、それを処理するために脳に送信します。その後、脳は身体にさらなる行動を指示します。感覚器官が適切に機能することは、人体の安全と健康にとって不可欠です。
長年にわたり、広範囲の物理的または化学的特性を検出できる多くの特殊なセンサーが開発されてきました。
物理センサーは、視覚、聴覚、触覚において重要な役割を果たし、光、音波、圧力、温度などの物理量を感知して電気信号に変換します。
化学センサーは味と匂いに役割を果たします。さまざまな化学物質の存在、濃度、組成に応じて、電気信号を変換して検出します。
バイオセンサーは化学センサーの一部と考えられていますが、電気信号と光信号を発する生物学的特性を利用して状態や物質を検出します。
人間の感覚では検出できない磁気線量や放射線量を検出できる高感度センサーがあります。
産業用途におけるセンサーは、人体の感覚器官と同様に重要な役割を果たします。プロセス産業には、適切に機能するためにセンサーに依存する機械やシステム、および相互接続されたデバイスの大規模なクラスターがあります。プロセスストリーム内でネットワーク化されたセンサーは、物理環境のあらゆる変化の電気信号を継続的に検出、測定、送信します。電気信号は制御システム (コンピュータ) に送信され、そこでデータが処理され、さらにプロセスが指示されます。
社会が進歩し続けるにつれて、プロセスフローと制御メカニズムも変化しました。実際、最新のマシンには、制御と監視のためのヒューマン マシン インターフェースの高感度で広く利用可能なオプションが備わっています。{1}センシング技術は非常に自動化されているため、人間の欲望や意図を選択し、プロセスをさらに進めることが可能です。
したがって、人体の感覚器官がさまざまなタスクを担当し、生命が適切に機能するための重要な要素であるのと同じように、センサーは産業においても同様の役割を果たし、連続動作のためのさまざまなプロセスパラメータを常にチェックします。
3. センサーの産業利用
本質的に、工業プロセスは、製品の製造に至る物理的、化学的、電気的、または機械的なステップです。高度に発展したプロセス産業には、明確に定義され文書化されたプロセスがあります。-意図しないコンポーネントの変更や不安定な生産条件を回避するには、各製造プロセスの状態を継続的に測定し、正確に制御することが重要です。生産設備やユーティリティの状態を監視し、最適な保守管理を行うことで、インフラのパフォーマンスを最大限に引き出すこともプロセスの成功には重要です。そのため、産業用センサーと機器はプロセス監視と資産監視用に設計されています。
(1) プロセス監視
プロセス監視センサーは、工場内の製品やプロセスの状態を監視するために使用されます。これらのセンサーは生産工程に設置され、検査対象物の状態を継続的に検出し、プロセスデータとして制御装置に送信します。制御装置は送信された信号と目標値を比較し、その差を制御量に変換して出力し、測定状態に変更します。このサイクルを繰り返すことで、監視対象を安定した制御状態に保つ「フィードバック制御」が行われます。
これらのセンサーには、継続的なリアルタイムのデータ入力と高速応答が必要です。{0}{1}これらの信頼性の高いセンサーは、リアルタイムでプロセスを微調整して死角を排除し、高品質の生産と最適なプラント稼働を実現します。-
(2) 資産のモニタリング
資産監視センサーは、プラント設備の監視において重要な役割を果たします。取得および送信されるデータは、分析と警報の基礎を形成します。センサー出力データを分析することで、プラント設備の健全性を診断できます。この診断は、アラーム管理、機器の予知保全、およびより効果的な保守パトロールに使用されます。応答性の高いセンサーは、プラントの事故を防止し、プロセスの稼働時間を延長し、機器の寿命を延ばすのに役立ちます。
プロセスオートメーションが進化するにつれてセンシングテクノロジーも進化し、その結果、より強力で優れたネットワークセンシングデバイスが登場します。センサーは、石油、ガス、石油化学、化学、電力、紙パルプ、製薬、食品、鉄鋼、上下水処理、金属など、幅広い業界の企業に導入されています。業界の進歩により、特殊なセンサー カテゴリへの道が開かれました。デジタル化への移行が加速するにつれ、プロセスの自動化の強化、異常検出機能の強化、予知保全機能の必要性により、前例のないセンシング技術の採用が促進されています。