Sensores IO-Link para fábricas inteligentes

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Com o advento da Indústria 4.0 tornou-se vital a digitalização da produção. Com isso, houve o aumento da necessidade de troca de informações entre os vários níveis da pirâmide de automação, desde o nível do sensor/atuador até o nível de gerenciamento corporativo. Os sensores são os olhos e ouvidos da tecnologia de automação, sem os quais não haveria dados para esse fluxo de informações nos diferentes níveis da pirâmide.

Eles estão no local da ação dentro do sistema e fornecem informações valiosas como base para a implementação de processos de produção modernos. Esse envio de dados, por sua vez, permite a realização de conceitos inteligentes de manutenção ou reparo, evitando o desperdício de produção e aumentando o tempo de atividade do sistema.

Essa digitalização começa com o próprio sensor. A digitalização requer sensores inteligentes para enriquecer diferentes modelos de equipamentos com dados reais e obter clareza sobre o status da produção e o próprio equipamento. Para isso, os “olhos e ouvidos” da automação fornecem informações adicionais além de sua função principal. Além dos dados de vida útil, outras informações são disponibilizadas; nível de carga e informações do ambiente, como: temperatura, contaminação ou qualidade do alinhamento com o objeto de destino.





Um sensor IO-Link, várias funções



Os sensores fotoelétricos da Balluff utilizam todos os benefícios que a tecnologia IO-Link oferece. Junto com o sinal de comutação, ele também usa o IO-Link para fornecer informações valiosas sobre o status do sensor ou as condições atuais do ambiente.

Este versátil sensor usa luz vermelha e permite escolher entre os quatro princípios mais comuns de um sensor: supressão de fundo, difuso energético, retrorrefletivo ou through-beam. Esses são os princípios mais utilizados globalmente e têm estado em inúmeras aplicações industriais. Na produção, este recurso oferece flexibilidade adicional, já que os princípios do sensor podem ser alterados a qualquer momento, mesmo em tempo real.
Objetos muito diferentes podem ser detectados de forma confiável em condições de operações variáveis. O inventário também é simplificado. Em vez de quatro dispositivos diferentes, apenas um precisa ser armazenado.

A substituição do sensor é fácil e descomplicada, já que os conjuntos de parâmetros podem ser atualizados e carregados via IO-Link a qualquer momento. Utilizam o armazenamento de dados para eliminar a configuração manual complexa. Todas as funções do sensor podem ser configuradas através do IO-Link, de modo que um teach-in remoto possa ser iniciado pelo controlador.


Diagnóstico inteligente e eficaz



Novas funções de diagnóstico também representam uma característica fundamental de um sensor inteligente. Os dados adicionais do sensor gerados aqui permitem que você crie conceitos de manutenção inteligentes para melhorar significativamente o tempo de atividade do sistema. Por exemplo, um contador de horas de operação é incorporado como um auxílio importante para a manutenção preditiva.

Os valores de emissão de luz são extremamente úteis em muitas aplicações, por exemplo, quando as condições do ambiente resultam em maior contaminação do sensor. Esses valores são disponibilizados através do IO-Link como dados brutos a serem usados ​​para análises de tendências. Um bom exemplo disso é a produção de pneus para automóveis.

Se a linha de transporte de pneus recentemente vulcanizados parar repentinamente devido a um sensor sujo, os pneus colidirão um contra o outro, resultando em um custo alto de desperdício, pois os pneus ainda macios são deformados. Isso também resulta em um tempo de inatividade da produção até que a linha de transporte seja limpa e, no pior dos casos, as quantidades de entregas prometidas não serão atendidas. Sensores inteligentes, que fornecem possibilidades de diagnóstico correspondentes, rapidamente se pagam em tais casos.

Os valores de remissão de luz permitem que o operador saiba o grau de contaminação do sensor para que ele possa executar uma tarefa de limpeza antes que ocorra uma parada de produção. Da mesma forma, a remissão da luz permite monitorar continuamente a qualidade do sinal do sensor. Mais cedo ou mais tarde, o equipamento estará sujeito a vibrações ou outras influências externas que resultam em um gradual desalinhamento mecânico. Com o tempo, a qualidade do sinal é reduzida e, com isso, a confiabilidade e a precisão da detecção de objetos.

Até agora não havia como reconhecer essa redução de qualidade ou avaliá-la. Sensores com um limite predefinido permitem que você saiba quando a quantidade de luz recebida é insuficiente, mas eles não são capazes de derivar uma tendência dos dados brutos e realizar uma avaliação quantitativa e qualitativa da certeza da detecção. Quando se trata de segurança operacional, os sensores inteligentes oferecem ainda mais: eles possibilitam monitorar diretamente a saída do LED do emissor.

Isso permite que condições operacionais críticas causadas pelo envelhecimento do LED sejam reconhecidas e atendidas antecipadamente. De maneira semelhante, a temperatura interior dos sensores e a tensão de alimentação também são monitoradas. Ambos os parâmetros fornecem informações sólidas sobre a condição de carga do sensor e, com ele, o risco de falha.


Flexível e Inteligente



O aumento da automação está resultando em mais e mais sensores e dispositivos nos sistemas da fábrica. Junto com isso, a quantidade de dados transportados que deve ser gerenciada por nós de barramento de campo (fieldbus) e controladores também está aumentando.

Aqui, os sensores inteligentes oferecem um grande potencial para aliviar o controlador host e, ao mesmo tempo, reduzir o tráfego de dados no fieldbus. O pré-processamento dos sinais de detecção diretamente no sensor representa uma melhoria notável. Uma função de contagem configurável, oferece várias opções de contagem e redefinição para uma ampla variedade de aplicações.

Os pulsos de contagem são avaliados diretamente no sensor - sem ter que passar os pulsos para o controlador. Em vez disso, o sensor fornece sinais de status, exemplo: quando um dos valores limite previamente configurados for atingido. Isso tudo acontece diretamente no sensor e garante processos de execução rápida, independentemente da velocidade de transmissão de dados do IO-Link.





Benefícios da Indústria 4.0




Na era da Indústria 4.0 e IIoT, a importância dos sensores inteligentes está aumentando. Há uma alta demanda dos usuários finais por esses sensores, já que essas funções permitem que eles usem seus equipamentos e máquinas com uma flexibilidade muito maior do que tempos atrás. Ao mesmo tempo, eles também são os que têm maior vantagem quando se trata de evitar paradas e desperdícios na produção.

Sensores inteligentes tornam possível implementar sistemas de produção engenhosos, e os dados que eles fornecem permitem o controle eficaz desses sistemas. Na interação com todos os componentes inteligentes, permite uma utilização mais eficiente de todas as máquinas de uma fábrica e garante um melhor uso dos recursos existentes. Com a crescente disseminação das soluções para a Indústria 4.0 e IIoT, a demanda por sensores inteligentes como provedores de dados também continuará a crescer.

No futuro, tais sensores industriais serão um componente permanente e necessário dos sistemas modernos ​​e, portanto, terão um lugar certo em todos os portfólios de sensoriamento.

Para saber mais sobre esses sensores inteligentes, visite www.balluff.com.br Texto produzido por Stefan Hornung