感测技术发展多年,之前由於市场应用成熟,技术进展一度缓慢,近年来物联网市场加温,为因应物联网的不同领域应用需求,感测技术这几年开始有进一步的发展,尤其是在机器联网部分,除了感测器本身有所提升外,通讯传输标准方面,厂商也积极投入新标准的制定与研发。
过去由於应用有限,因此感测技术发展并不快,物联网的兴起让此技术有了截然不同的面貌,以往由於应用领域固定,系统对感测器的需求并不高,只要能正常运作就可以,不过物联网的应用多元,感测器也就必须因应系统需求而有特别设计,尤其是在工业领域,除了效能与功耗外,稳定度向来是重要需求,因此在感测器的封装、传输技术,也会多有要求。
在传输技术部分,目前机联网中,业界公认最具发展潜力的感测通讯标准莫过於IO-Link,IO-Link的主要推动机构是IEC,其目的是希??可以让感测器与控制器之间的传输进阶为数位化与双向化,同时也将数据内容进一步扩大。
台湾西克(SICK)产品管理经理朱启怀指出,大数据是工业4.0系统的首要建构, 透过机联网传回的庞大数据,後端系统的运作才会精准,过去自动化时代的制造系统感测器往往只单纯传递加工物件的讯息,而在IO-Link中,感测器的安装不但不需再调整量程以及校准,感测器状况还可以即时被侦测并修正,并由远端进行设定。
相较於现在的类比式传输,IO-Link在可模组化转换设定、无讯号失真问题、远程叁数设定功能、感测器监测功能、不受总线系统限制等部分具有优势。传统感测器无法纪录当初设定的叁数,因此当旧有器件故障必须更换新品时,系统管理者必须重新设定一次叁数,而一旦叁数纪录遗失或管理者离职,後续的制程设定就会受到影响,IO-Link感测器除了本身记录叁数,也可在Master端备份叁数,当新感测器安装上线时,Master会直接传输叁数,大幅缩短产线设定时间。
除了Master端外,使用者也可把以前的叁数记忆纪录於在PLC中,当产线变动时,只要选取之前记忆过的模组,系统就会自动快速的带入对应的叁数,而Master端与PLC的叁数储存机制,也可让使用者从远端操控IO-Link感测器,提升管理效能。
在讯号失真部分,倍加福(P+F)工厂自动化产品经理张凯杰则表示,传统感测器采用的类比式传输一般须要经过2次讯号转换,在转换过程中,若设备与主控制室的距离越长,就越容易产生干扰,尤其是制造现场若有大输出的马达,其电磁波更容易造成类比讯号的衰减和失真,IO-Lin除了采用可抵抗工业现场电磁干扰的24V脉冲讯号外,已经数位化的数据也不会因转换产生失真,将可确保後端所收到的数据品质。数位化的另一个好处则是让IO-Link可以数位方式精确回??侦测状况,让管理者可透过其数据掌握感测器状态,并藉此进行预防性的检查,这除了可确保设备中的感测建置效能最隹化之外,也降低因感测器失效导致系统的无预警停机机率。
在通讯方面,处於工业通讯底层的IO-Link,可透过其Master端,有效链结各类的通讯系统,工厂内的底层设备都可以通过IO-Link发送和接收信息,让底层设备可互相知道彼此状态,另方面统一了现场传输方式,透过设备描述档规格,让感测、致动设备和系统控制之间的具有一致性传输标准,不再受到多种现场汇流排的通讯协议限制。