Đang tải...

CLB Điện tử - Viễn thông Lợi ích của cảm biến số

Thảo luận trong 'Câu lạc bộ các ngành kỹ thuật' bắt đầu bởi haui, 19/11/10.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. haui
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    5/8/09
    Số km:
    3,304
    Được đổ xăng:
    128
    Mã lực:
    381
    Xăng dự trữ:
    -120 lít xăng
    Độ tin cậy và tính chính xác của cảm biến áp suất kiểu tương tự cũng đã được đề cập trong nhiều tài liệu, tuy nhiên câu hỏi đặt ra là nếu công nghệ tương tự và công nghệ màng mỏng đều đáng tin cậy như nhau, thì tại sao hiện nay các sản phẩm/giải pháp kỹ thuật số xuất hiện nhiều đến vậy?
    Việc chuyển sang các sản phẩm/giải pháp thay thế khác dùng công nghệ kỹ thuật số có thể mang lại nhiều lợi thế, đặc biệt khi các quá trình thông tin liên lạc được nối mạng như mong muốn.
    Triển khai các tuyến bus giúp giảm chi phí đi dây vì không cần nối dây mỗi cảm biến tới bộ phận đánh giá-thông thường giảm được khoảng 30% chi phí. Sử dụng các cảm biến tương thích với bus cũng cho phép sử dụng các loại cáp dài hơn và có chiều dài khác nhau từ các cảm biến tới hệ thống thu thập dữ liệu và cho phép nhiều cảm biến có thể phát tín hiệu theo một dây cáp, thay vì một cáp cho từng cảm biến.
    Các cảm biến có thể được cắm vào/rút ra khỏi hệ thống cảm biến vào bất kỳ lúc nào, mà không ảnh hưởng đến các thành phần khác. Thiết bị cảm ứng có thể được bỏ ra và thay thế bằng các cảm biến mới được so kiểm mà không phải thay đổi liên quan tới việc lập trình đối với bản thân hệ thống. Thông tin so kiểm được lưu trữ bên trong cảm biến, do vậy không cần vận chuyển toàn bộ hệ thống cùng với cảm biến để thực hiện quá trình so kiểm.
    Công nghệ kỹ thuật số cũng cung cấp khả năng giám sát và báo cáo về “tình trạng” của bộ cảm biến bằng cách giám sát sự toàn vẹn và tăng cường tính chính xác của phép đo. Nhu cầu về các thiết bị tương thức với bus bắt nguồn chủ yếu từ các khách hàng trong ngành ô tô và hàng hải, những người muốn sự tiện lợi của một giải pháp kết nối mạng ở những lĩnh vực họ đã sử dụng một loạt các cảm biến khác nhau.
    "Specifiers muốn nhiều cảm biến hoạt động dọc theo một dây cáp có thể xác định được lỗi trong tuyến và xác định chính xác vị trí. Giải pháp kỹ thuật số cho phép họ cắm thêm cảm biến
    hoặc thay thế chúng mà không làm gián đoạn tới toàn hệ thống, “ Cohn Lussenden của hãng Gems Sensors giải thích." Tốc độ truyền cao và độ tin cậy cao của transmitter, cũng như khả năng tự chẩn đoán, là một điểm thu hút và chúng tôi muốn đáp ứng nhu cầu này. Khi công ty bắt tay vào việc phát triển cảm biến kỹ thuật số, họ đã phải quyết định xem cảm biến đó sẽ hỗ trợ giao thức nào.
    Trong ngành công nghiệp ô tô và hàng hải, giao thức CANbus đã được chấp nhận rộng rãi-đây là một hệ thống bus nối tiếp phù hợp để nối liền các thiết bị thông minh nhằm xây dựng các hệ thống thông minh hoặc hệ thống phụ. Một trong những lợi ích chính khi sử dụng các transmitter số dùng giao diện CANbus là có thể đưa vào một bộ vi điều khiển, có tác dụng hỗ trợ các tín hiệu lọc và tiền xử lý bị phân tán, vì vậy cuối cùng sẽ giúp giảm bớt lượng thông cần phải được xử lý ở mức đo lường và các bộ phận điều khiển.

    Các nhu cầu xử lý trong thời gian thực
    Liên quan tới vấn đề xử lý trong thời gian thực, mức độ cấp bách của các thông điệp được trao đổi qua mạng có thể khác nhau. Một kích thước thay đổi nhanh chóng cần được phát đi với tần suất thường xuyên hơn với ít lần trễ hơn so với các kích thước khác. Mức độ ưu tiên mà tại đó một thông điệp được truyền đi với các thông điệp ít khẩn thiết hơn được đặc tả hóa bởi một identifier của thông điệp đang xét đến. Các ưu tiên được đặt ra trong suốt quá trình thiết kế hệ thống và không thể thay đổi mạnh. Các yêu cầu phát tín hiệu được xử lý căn cứ theo trình tự quan trọng của tin nhắn đối với toàn bộ hệ thống.
    Truyền tải dữ liệu cũng được thực hiện một cách an toàn và không có lỗi bởi vì những thay đổi đối với dữ liệu, do nhiễu điện từ gây ra, sẽ được phát hiện bởi màn hình giám sát lỗi CAN có sẵn. Nếu lỗi xảy ra, tin nhắn được truyền lại.
    Ban đầu được phát triển để sử dụng trong các ứng dụng ô tô, CANbus đã được ngành này chọn dùng làm công nghệ mạng tiêu chuẩn, do khả năng đáp ứng nhanh và tính tin cậy cao đối với những ứng dụng yêu cầu khắt khe, chẳng hạn như kiểm soát chống khóa phanh và các túi khí. Ngành công nghiệp ô tô cũng sử dụng CAN làm mạng trong xe để quản lý động cơ và thiết bị điện tử ở thân xe. Hiện nay, nhu cầu của các hãng sản xuất ô tô về các ứng dụng test cell, vốn yêu cầu khả năng linh hoạt của hệ thống đối với đầu dò áp lực có thể xác định được vị trí để phục vụ việc giám sát trong thời gian thực của một loạt các thông số khác nhau.

    Ứng dụng trong ngành hàng hải
    Đối với các loại thuyền, tàu và tàu đi biển lớn, các mạng CAN được sử dụng như các mạng nhúng trong các tiểu hệ thống và như các mạng tích hợp kết nối các hệ thống phụ. Nghiên cứu cũng cho thấy thiết bị hàng hải châu Âu và ngành công nghiệp hệ thống đang ngày càng chuyển sang các mạng CAN.
    Đối với lĩnh vực điều khiển máy móc, CAN có thể được sử dụng như một mạng nhúng trong các ngành công nghiệp như dệt may, in, ép phun và đóng gói bao bì - trong đó CANopen là giao thức chính. Các ngành khác đối với điều khiển nhúng là các ứng dụng đường sắt. Nghiên cứu cho thấy CANopen sẽ có thị phần khoảng 50% các hệ thống điều khiển được nối mạng trong ngành đường sắt trong vòng 5 năm tới. Ở đây, đầu dò áp lực được sử dụng rộng rãi để bảo đảm điều khiển hiệu quả các hệ thống phanh bằng khí nén.
    Cuối cùng, một trong những đặc tính nổi trội của CANopen là hỗ trợ việc trao đổi dữ liệu tại cấp độ điều khiển giám sát cũng như cho phép tích hợp các cảm biến và cơ cấu chấp hành cực nhỏ trên cùng một mạng vật lý. Điều này giúp loại bỏ các chi phí không cần thiết của các cổng kết nối hệ thống cảm biến với các mạng lưới truyền thông cao hơn và làm cho CANopen trở nên hấp dẫn đối với các nhà sản xuất thiết bị gốc.

    Thanh Thảo (theo Sensorland)
    Số 120 (10/2010)♦Tạp chí tự động hóa ngày nay
     

Chia sẻ trang này