Paine -antureita käytetään monissa teollisissa sovelluksissa hydrauliikasta ja pneumatiikasta; Vedenhallinta, mobiili hydrauliikka ja maastoajoneuvot; pumput ja kompressorit; Ilmastointi- ja jäähdytysjärjestelmät kasvien tekniikkaan ja automatisointiin. Niillä on avainasemassa varmistaakseen, että järjestelmän stressi on hyväksyttävissä rajoissa ja auttavat varmistamaan sovellusten luotettavan toiminnan. Asennus- ja järjestelmävaatimuksista riippuen analogisten ja digitaalisten paineanturien käyttämisessä on erilaisia etuja.
Milloin digitaalista ja analogia käytetäänPaineanturitjärjestelmän suunnittelussa
Jos olemassa oleva järjestelmä perustuu analogiseen ohjaukseen, yksi analogisen paineanturin käytön eduista on sen yksinkertaisuus asennuksesta. Jos tarvitaan vain yksi signaali dynaamisen prosessin mittaamiseksi kentällä, analoginen anturi yhdistettynä analogiseen digitaaliseen (ADC) muunnin olisi yksinkertaisempi ratkaisu, kun taas digitaalinen paineanturi vaatii tietyn protokollan kommunikointiin anturin kanssa. Jos järjestelmäelektroniikka vaatii erittäin nopeaa aktiivista palautteen hallintasilmukkaa, puhdas analoginen paineanimi on paras ratkaisu. Järjestelmissä, jotka eivät vaadi vasteaikoja nopeammin kuin noin 0,5 ms, digitaalisten paineantureita tulisi harkita, koska ne yksinkertaistavat verkottumista useilla digitaalisilla laitteilla ja tekevät järjestelmästä tulevaisuuden kestävyyden.
Ovallinen aika harkita siirtymistä analogisen järjestelmän digitaalisiin paineantureihin on päivittää komponentteja sisällyttämään ohjelmoitavat mikrosirut. Nykyaikaiset mikrosirut ovat nyt halvempia ja helpompia ohjelmoida, ja niiden integrointi komponentteihin, kuten paineantureihin, voisi yksinkertaistaa ylläpito- ja järjestelmäpäivityksiä. Tämä säästää potentiaalisia laitteistokustannuksia, koska digitaalinen anturi voidaan päivittää ohjelmiston kautta sen sijaan, että vaihdetaan koko komponentti.
Ovallinen aika harkita siirtymistä analogisen järjestelmän digitaalisiin paineantureihin on päivittää komponentteja sisällyttämään ohjelmoitavat mikrosirut. Nykyaikaiset mikrosirut ovat nyt halvempia ja helpompia ohjelmoida, ja niiden integrointi komponentteihin, kuten paineantureihin, voisi yksinkertaistaa ylläpito- ja järjestelmäpäivityksiä. Tämä säästää potentiaalisia laitteistokustannuksia, koska digitaalinen anturi voidaan päivittää ohjelmiston kautta sen sijaan, että vaihdetaan koko komponentti.
Digitaalisen paineanturin plug-and-play-suunnittelu ja lyhyempi kaapelin pituus yksinkertaistaa järjestelmän asetuksia ja vähentää digitaalisten viestinnän asennuskustannuksia sovelluksille. Kun digitaalinen paineanturi yhdistetään GPS-seurannan kanssa, se voi etäältä ja seurata pilvipohjaisia etäjärjestelmiä reaaliajassa.
Digitaaliset paineanturit tarjoavat monia etuja, kuten vähäistä virrankulutusta, minimaalista sähkömelua, anturidiagnostiikkaa ja etävalvontaa.
Digitaalisten paineanturien edut
Kun käyttäjä on arvioinut, onko analoginen vai digitaalinen paine -anturi parasta tietylle sovellukselle, joidenkin hyödyllisten ominaisuuksien ymmärtämien ominaisuuksien ymmärtäminen, joita digitaaliset paineanturit tarjoavat teollisuussovelluksille, auttaa parantamaan järjestelmän turvallisuutta, tehokkuutta ja luotettavuutta.
Yksinkertainen vertailu integroidun piirin (I 2 C) ja sarjaperifeerisen rajapinnan (SPI) vertailu
Kaksi teollisissa sovelluksissa yleisesti käytettyä digitaalista viestintäprotokollaa ovat integroidut piiri (I 2 C) ja sarjaperifeerinen rajapinta (SPI). I2C sopii paremmin monimutkaisempiin verkkoihin, koska asennusta varten tarvitaan vähemmän johtoja. Lisäksi I2C sallii useita isäntä-/orjaverkkoja, kun taas SPI sallii vain yhden isäntä/useita orjaverkkoa. SPI on ihanteellinen ratkaisu yksinkertaisempaan verkottumiseen ja korkeampaan nopeuteen ja tiedonsiirtoon, kuten SD -korttien lukemiseen tai kirjoittamiseen tai kuvien tallentamiseen.
Lähtösignaali ja anturin diagnostiikka
Tärkeä ero analogisten ja digitaalisten paineanturien välillä on, että analoginen tarjoaa vain yhden lähtösignaalin, kun taas digitaaliset anturit tarjoavat kaksi tai useampia, kuten paine- ja lämpötilan signaalit ja anturin diagnostiikka. Esimerkiksi kaasusylinterin mittaussovelluksessa lisälämpötilatiedot laajentavat painosignaalin kattavampaan mittaukseen, jolloin kaasun tilavuus voidaan laskea. Digitaalianturit tarjoavat myös diagnostisia tietoja, mukaan lukien kriittiset tiedot, kuten signaalin luotettavuus, signaalin valmius ja reaaliaikaiset viat, mahdollistaen ennaltaehkäisevän ylläpidon ja potentiaalisten seisokkien purkamisen.
Diagnostiikkatiedot tarjoavat anturin yksityiskohtaisen tilan, esimerkiksi onko anturielementti vaurioitunut, onko syöttöjännite oikea vai onko anturilla päivitettyjä arvoja. Digitaalianturien diagnostiikkatiedot voivat johtaa parempia päätöksiä vianetsinnässä kuin analogiset anturit, jotka eivät anna yksityiskohtaisia tietoja signaalivirheistä.
Toinen digitaalisten paineanturien etu on, että niillä on ominaisuuksia, kuten hälytykset, jotka voivat varoittaa operaattoreita olosuhteisiin asetettujen parametrien ulkopuolella ja kyky hallita lukemien ajoitusta ja aikaväliä, mikä auttaa vähentämään energian kokonaiskulutusta. Koska digitaalinen paineanturi tarjoaa suuren määrän lähtöjä ja diagnostiikkatoimintoja, kokonaisjärjestelmä on tehokkaampi ja tehokkaampi, koska tiedot tarjoavat asiakkaille kattavamman arvioinnin järjestelmän toiminnasta. Mittauksen ja itsediagnostisten ominaisuuksien laajentamisen lisäksi digitaalisten paineanturien käyttö voi myös nopeuttaa teollisen esineiden Internetin (IIOT) ja suurten tietojen sovellusten kehittämistä ja toteuttamista.
ympäristömelu
Sähkömagneettisesti meluisat ympäristöt moottorien, pitkien kaapeleiden tai langattomien virtalähteiden lähellä voivat luoda signaalin häiriöhaasteita komponenteille, kuten paineanturille. Sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) estämiseksi analogisissa paineantureissa suunnittelun on sisällytettävä oikea signaalin ilmastointi, kuten
Maadoitettujen metallikilpeiden tai ylimääräisten passiivisten elektronisten komponenttien, koska sähkömelu voi aiheuttaa vääriä signaalilevyjä. Kaikki analogiset lähdöt ovat erittäin alttiita EMI: lle; 4-20 mA: n analogisen lähdön käyttäminen voi kuitenkin auttaa välttämään tätä häiriötä.
Sitä vastoin digitaaliset paineanturit ovat vähemmän alttiita ympäristömelulle kuin niiden analogiset ekvivalentit, joten ne tekevät hyvän valinnan sovelluksille, joiden on oltava tietoisia EMI: stä ja jotka vaativat muuta lähtöä kuin 4-20MA-ratkaisu. On huomattava, että erityyppiset digitaaliset paineanturit tarjoavat erilaisia EMI-kestävyyttä sovelluksesta riippuen.Inter-integroidun piirin (I2C) ja sarjaperifeerisen rajapinnan (SPI) digitaaliset protokollat ovat hyvin sopivia lyhytaikaisille tai kompakteille järjestelmille, joiden kaapelin pituudet ovat vähemmän kuin 5 metriä, vaikka kaapelin ja vedon tyypin ja vetovoiman tyypit ovat suurelta osin. vastus. Järjestelmille, jotka vaativat pidempiä kaapeleita, jopa 30 metriä, Canopen (valinnaisella suojauksella) tai IO-Link-digitaaliset paineanturit olisivat paras valinta EMI-immuniteettiin, vaikka ne vaativat enemmän kuin I2C ja sarjaperifeerisen rajapinnan (SPI) suuren virrankulutuksen) vastineita.
Tietosuoja syklisen redundanssin tarkistuksen (CRC) avulla
Digitaaliset anturit tarjoavat mahdollisuuden sisällyttää CRC -siruun varmistamaan, että asiakkaat voivat luottaa signaaliin. Viestintätietojen CRC on lisäys sisäisen sirumuistin eheyden tarkistamiseen, jolloin käyttäjä voi 100% tarkistaa anturin lähdön ja tarjoaa anturille ylimääräisiä tietosuojatoimenpiteitä. CRC-toiminto on ihanteellinen paineanturin sovelluksille meluisissa ympäristöissä, kuten asennettujen lähettimien lähellä oleviin lähettimiin pilvipohjaisiin järjestelmiin. Tässä tapauksessa on lisääntynyt melu, joka häiritsee anturin sirua ja tuottaa bittiläppiä, jotka voisivat muuttaa viestintäviestiä. A CRC on memory integrity will protect the internal memory from such corruption and repair it if necessary.Likewise, some digital sensors also provide an additional CRC in the data communication, indicating that the data transmitted between the sensor and controller has been corrupted and may trigger another attempt to evaluate a correct sensor reading.In some cases, end users circumvent this by interweaving communication with the sensor with external communication, such as with the cloud, gateway, or controller. CRC yksinkertaistaa tätä prosessia ja tarjoaa suunnittelijalle paremman joustavuuden. Tietojen pätevyystarkastusten lisäksi jotkut valmistajat ovat lisänneet enemmän elektroniikkaa tukahduttaakseen lähteiden, kuten WiFi-, Bluetooth-, GSM- ja ISM -kaistat, kohinaa tietojen pätevyyden suojaamiseksi edelleen.
Digitaalinen paine -anturi työssä tukee älykkäitä vedenjakeluverkkoja
Vuotojen, epätarkkojen mittausten, luvattoman kulutuksen tai kolmen yhdistelmän aiheuttamat veden menetykset ovat vakio haaste suurille vedenjakeluverkoille. Pienitehoisten digitaalisten paineanturien soveltaminen solmuihin koko vedenjakeluverkossa on käytännöllinen ja kustannustehokas tapa kartoittaa alueellinen vedenjakeluverkko ja antaa apuohjelmat havaita ja paikantaa alueita, joilla tapahtuu odottamaton veden menetys.
Kun sitä käytetään koko vedenjakeluverkon solmuihin, digitaaliset paineanturit voivat auttaa tunnistamaan odottamattomia veden menetysalueita, mikä on tehokkaasti vianmääritys ja parantamalla järjestelmän tehokkuutta.
Näihin sovelluksiin sopivat paine -anturit ovat tyypillisesti joko tyylikkäästi suljettuja IP69K: lle tai modulaariseksi, jotta asiakkaat saavat paremman joustavuuden. Jotkut paineanturin valmistajat käyttävät vettä tunkeutuvan anturiin koko levityksen ajan, jotkut paineanturin valmistajat käyttävät lasi-metallista hermeettistä yhteyttä. Lasi-metallitiiviste on vesitiivis ja luo ilmatiiviisen tiivisteen anturin "yläosaan", mikä auttaa anturia saavuttamaan IP69K. Tämä tiivistyminen tarkoittaa, että anturi mittaa aina levityksen ja sen ympärillä olevan aineen paine -eroa estäen siirtymisen siirtymisen.
Parannettu paineistettu kaasujärjestelmän säätely
Paine -antureilla on erilaisia tärkeitä rooleja paineistetun ilma- ja lääketieteellisten kaasujen seurannassa ja toimittamisessa jakeluverkoissa. Tämäntyyppisissä sovelluksissa paineanturit voivat olla vastuussa kompressorin ohjauksesta ja erilaisista valvontatoiminnoista, mukaan lukien imu- ja lähtövirta, sylinterin pakokaasu ja ilmansuodattimen tila. Yksittäinen paineesignaali voi epäsuorasti mitata kaasuhiukkasten määrän järjestelmän sijainnissa, digitaalisen paine -anturin paineen ja lämpötilan palautteen yhdistelmä voi antaa paremman arvion kyseisen paikan määrän, joka sallii paremman järjestelmän virityksen ja seurannan. Tämän avulla järjestelmän kehittäjät voivat päästä lähemmäksi sovelluksen ihanteellisia käyttöolosuhteita.
Vaikka on vielä joitain asennuksia, jotka sopivat parhaiten analogisten paineanturien käyttämiseen, yhä useammat teollisuus 4.0 -sovellukset hyötyvät niiden digitaalisten vastineiden käytöstä. Digitaalisten paineanturien EMI -immuniteetista ja skaalautuvasta verkottumisesta anturin diagnostiikkaan ja tietosuojaan mahdollistavat etävalvontaa ja ennustavan ylläpidon, parantavat järjestelmän tehokkuutta ja luotettavuutta. Vahva anturin suunnittelu, jolla on eritelmät, kuten IP69K -luokitus, lisätietojen eheystarkistukset ja laaja EMI -suojauksen elektroniikka, auttavat pidentämään elinaikaa ja vähentämään mahdollisia signaalivirheitä.
Viestin aika: joulukuu-10-2022