حسگرهای اینترنت اشیا

در IIoT (اینترنت اشیا صنعتی)، حسگرها انواع مختلفی از اطلاعات خارجی را شناسایی کرده و آن‌ها را به سیگنال یا داده‌هایی تبدیل می‌کنند که انسان‌ها و ماشین‌ها می‌توانند آن را درک کنند. داده ها در یک پایگاه داده مدیریت شده در ساختمان یا در فضای ابری برای پردازش و تجزیه و تحلیل ذخیره می شوند. حسگرهای اینترنت اشیا از انواع مختلفی از فناوری ها مانند نوری، حرارتی و مادون قرمز برای گرفتن اطلاعات مورد نیاز استفاده می کنند. یک حسگر همچنین می تواند برای جمع آوری یک یا چند نوع مختلف اطلاعات طراحی شود. برخی از کاربردها شامل اندازه گیری فاصله، سطوح، فشار، تغییرات محیطی یا ناهنجاری در دسته های خط تولید است.

انواع حسگرهای اینترنت اشیا
سنسورهای بینایی

تصاویر توسط دوربین گرفته شده و با کمک نرم افزار پردازش می شوند تا حضور، جهت گیری و دقت قطعات مشخص شود. استفاده از حسگرهای بینایی می تواند کیفیت و ثبات محصول را در تمام دسته ها تضمین کند. سنسورهای بینایی معمولاً در خطوط تولید برای صنایع غذایی و آشامیدنی، خودروسازی و تولید عمومی استفاده می‌شوند.

سنسورهای مجاورت

این حسگرها می توانند به اندازه گیری فاصله بین دو جسم کمک کنند و  اغلب در تولید استفاده می شود، جایی که ماشین ها باید فواصل بین محصولات یا اندازه گیری های ربات های مونتاژ را بدانند.

سنسورهای فشار

اندازه گیری فشار سیالات یا گازها در محیط های صنعتی رایج است. حفظ فشار صحیح ممکن است برای کیفیت محصول یا ایمنی خدمه حیاتی باشد.

سنسورهای دما

دمای قطعات ممکن است نشان دهنده خرابی یا گرم شدن بیش از حد آنها باشد. می تواند به کارکنان تعمیر و نگهداری زمان بدهد تا قطعات فرسوده را قبل از اینکه باعث خرابی مکانیکی گران قیمت شوند، تعویض کنند. سنسورهای دما همچنین می توانند به نظارت بر دمای محیط برای اطمینان از ایمنی مواد غذایی یا کیفیت یک محصول کمک کنند. هشدار فوری در مورد دمای بیش از حد تنظیم شده کولر می تواند از هزینه های برنامه ریزی نشده ضایعات مواد غذایی صرفه جویی کند.

سنسورهای رطوبت

مقدار رطوبت ممکن است برای کیفیت نهایی محصول مهم باشد. نظارت بر رطوبت می تواند تضمین کند که استانداردهای کیفیت همیشه رعایت می شوند. رطوبت همچنین می تواند برخی از تجهیزات را تخریب کند. بنابراین، اگر رطوبت خارج از محدوده باشد، یک حسگر می تواند به اعضای تیم هشدار دهد. حفظ رطوبت مطلوب در هر زمان می تواند به افزایش عمر تجهیزات حساس کمک کند.

سنسورهای سطح

سیالات یا جامدات را می توان برای کار با ماشین آلات یا مواد خام در یک محصول استفاده کرد. دانستن اینکه چه زمانی سطح پایین است می‌تواند اطمینان حاصل کند که قیف‌ها قبل از اتمام کامل پر شده‌اند، و اطمینان حاصل شود که زمان تولید هرگز از دست نمی‌رود.

سنسورهای شتاب و لرزش

نظارت بر حرکت تجهیزات می تواند برای دقت یا نگهداری ماشین آلات مهم باشد. لرزش بیش از حد می تواند نشان دهنده فرسوده بودن یاتاقان ها، شل شدن پیچ ها یا موتورهایی باشد که در شرف از کار افتادن هستند.

سنسورهای صدا

زیر و بمی صدای برخی از ماشین آلات ممکن است نشان دهد که آیا کارآمد هستند یا نه. با نظارت بر زمین، می توان به خدمه تعمیر و نگهداری هشدار داد که دستگاهی خیلی بالا یا پایین است و نیاز به تعمیر یا نگهداری دارد.

با تکامل فناوری IIoT، تولیدکنندگان بزرگ حسگرهای صنعتی در حال طراحی حسگرهای “هوشمند” هستند. پیاده سازی این حسگرها نسبت به سنسورهای آنالوگ که معمولاً برای پردازش و تفسیر پروتکل های داده به PLC نیاز دارند، آسان تر است. یک حسگر هوشمند اغلب می‌تواند داده‌های درون حسگر را پردازش کرده و مستقیماً به پلتفرم مدیریت ارسال کند. این باعث می شود که انتقال داده ها تسهیل یابد و تنها با ارسال اطلاعات مورد نیاز، پهنای باند را ذخیره کند.

اتصال سنسور اینترنت اشیا

استقرار IIoT می تواند تنها شامل چند تا هزاران حسگر باشد که یک ماشین یا کل خط تولید را نظارت و کنترل می کنند.

اکثر کارخانه های تولیدی دستگاه های IoT خود را با استفاده از کابل های اترنت صنعتی سیم کشی می کنند. سیم کشی سخت می تواند اتصال قابل اعتماد را تضمین کند، اما محدودیت هایی برای فاصله بین سنسورها، بلوک های ورودی/خروجی و PLC ها وجود دارد. همچنین خطر آسیب دیدن کابل ها و هزینه تعویض منظم کابل هایی که روی قطعات متحرک مانند بازوهای رباتیک خم می شوند، وجود دارد.

تولیدکنندگان چگونه بهره وری را بهبود می بخشند؟

هنگام ادغام سنسورها با یک پلت فرم مدیریت اینترنت اشیا، راه حل ها، عملا بی پایان هستند. در اینجا تنها چند نمونه از نقش حسگرهای اینترنت اشیا در کمک به تولیدکنندگان در صرفه جویی در هزینه ها و بهبود بهره وری آورده شده است.

بهبود کیفیت محصول

با ماشین‌آلاتی که قبلاً به پلتفرم‌های ابری متصل شده‌اند، ذخیره داده‌هایی مانند دما و فشار در دسته‌های تولید به صورت دیجیتالی آسان‌تر ردیابی می‌شود. بینایی ماشین از طریق دوربین های با وضوح بالا شکل دیگری از ردیابی محصولات از طریق خط تولید است. حسگرهای بینایی به همراه نرم افزار می توانند به نظارت بر کیفیت محصول کمک کنند.

داده های آنلاین و تجزیه و تحلیل مبتنی بر فضای ابری می تواند به مهندسان و کارکنان تعمیر و نگهداری کمک کند تا ناکارآمدی ماشین آلات را تشخیص دهند. برخلاف تعمیر و نگهداری برنامه‌ریزی‌شده، برنامه‌ها می‌توانند داده‌های جمع‌آوری‌شده از حسگرها را تجزیه و تحلیل کنند تا تعیین کنند که آیا احتمال وقوع یک خرابی برنامه‌ریزی نشده وجود دارد یا خیر. این امر با اجازه دادن به تکنسین ها برای تعویض قطعات قبل از خرابی، هزینه ها را کاهش می دهد و از تعمیرات گران قیمت یا آسیب به اعضای خدمه جلوگیری می کند.

مدیریت انبار و ردیابی دارایی

دانستن محل موجودی انبار و داشتن روشی کارآمد برای جابجایی، ذخیره و چیدن موجودی، همیشه راهی برای بهبود بهره وری بوده است. در یک انبار هوشمند، راه حل های IIoT از حسگرهایی برای کمک به ردیابی جریان دارایی ها در کارخانه استفاده می کنند. روبات‌های مستقل می‌توانند محصولات را جابه‌جا کنند یا سفارش‌ها را بدون تعامل انسانی انتخاب و بسته‌بندی کنند. با خودکار کردن این وظایف ساده، کارمندان می‌توانند روی کارهای دیگری تمرکز کنند که مولدتر هستند و به بینش انسانی نیاز دارند.

توسعه محصول

توسعه محصول می تواند فرآیندی پرهزینه باشد اما برای همه تولیدکنندگان ضروری است. تولیدکنندگان می توانند قبل از ورود به کل تولید تصمیمات بهتری بگیرند. با جمع‌آوری داده‌ها از طریق حسگرها در طبقه تولید و تجزیه و تحلیل پیشرفته تولید، می‌توان بسیاری از فرآیند تحقیق و توسعه را شبیه‌سازی کرد. حسگرهای روی محصولات همچنین می توانند برای جمع آوری داده ها در سناریوهای واقعی پیاده سازی شوند. جمع آوری این داده ها در زمان واقعی می تواند به مهندسان کمک کند تا تغییرات سریعی را برای محصول کارآمدتر انجام دهند.

خلاصه

شکی نیست که سنسورها نقش اساسی در عملیات روزانه در سراسر کارخانه ها دارند. ثابت شده است که مجموعه داده‌ها به کسب‌وکارها کمک می‌کند تا خطوط تولید کارآمدتری را توسعه دهند، ایمنی را افزایش داده و ماشین‌ها را به کار نگه دارند. اگرچه برنامه ریزی و اجرای کلی حسگرهای اینترنت اشیا در یک مرکز تولیدی می تواند قابل توجه باشد، بازگشت سرمایه می تواند ارزش آن را داشته باشد.

نویسنده : Datablaze

منبع : https://www.iotforall.com/using-iot-sensors-to-improve-productivity-in-manufacturing