Šiandieniniam pramonės kraštovaizdžiui būdingas precedento neturintis nepastovumas, neapibrėžtumas, sudėtingumas ir dviprasmiškumas. Dėl to turtui ir žmonėms tampa vis svarbiau veikti efektyviau, mažesnėmis sąnaudomis ir didesniu saugumu. Šiame kontekste jutimo technologija ir jos pažanga atlieka pagrindinį vaidmenį išlaikant pramonės veiklą konkurencingą ir veiksmingą.
Sensing technologija ir įvairios jos programos toliau tobulėja atsižvelgiant į technologijų ir verslo poreikius. Jutikliai gali būti naudojami įvairiems fiziniams požymiams aptikti – nuo atstumo iki šilumos iki slėgio. Šiandieniniai gaminiai naudoja jutiklius, kad suvoktų viską aplinkui; jie gali būti labai tikslūs, sunaudoja mažiau energijos ir yra nebrangūs įdiegti bei prižiūrėti. Jutikliai yra svarbi dalis kuriant naują vertę jų procesams ir susijusioms įmonėms.
1. Kas yra jutimo technologija? Kaip tai susiję su jutikliais?
Jutiklių asortimentas yra labai platus ir jų yra daug, tačiau iš esmės jutiklis yra prietaisas, kuris aptinka būdingą matavimo objekto kiekį ir paverčia tą kiekį į skaitomą signalą, kuris rodomas prietaise. Trumpai tariant, jutimas yra technologija, kuri naudoja jutiklius informacijai gauti, aptikdama fizikinį, cheminį ar biologinį būdingą dydį ir paverčiant jį skaitomu signalu.
Tiesą sakant, yra daug įvairių jutiklių, kurie patenkina bet kokius pramonės poreikius. Reikalingoms, misijai{1}}kritinėms pramonės reikmėms jutikliai gali padėti pagerinti procesus ir užtikrinti neprilygstamą turto apsaugą. Šie jutikliai užtikrina stebėjimą realiuoju laiku-, įskaitant aptikimą ir ataskaitų teikimą, reikalingą procesui. Duomenys, kuriuos stebi ir renka jutikliai, siunčiami valdyti ir analizuoti, o apie bet kokias konkrečių savybių anomalijas praneša jutikliai, siunčiantys elektrinius signalus. Tokiu būdu jutikliai gali pagerinti proceso efektyvumą ir produktų kokybę, kartu užtikrindami, kad procesas atitiktų geriausią praktiką.
2. Mašininio jutimo supratimas iš žmogaus pojūčių
Iš esmės bet kokia medžiaga ar prietaisas, galintis aptikti abstrakčias, neapčiuopiamas ar fizines savybes, yra jutiklis. Mus supa jutikliai, kurie sėkmingai išmatuoja ir aptinka daugelį aplink mus sėkmingai veikiančių įrenginių ir procesų.
Tiesą sakant, normalus žmogaus kūno funkcionavimas priklauso nuo penkių jutimo organų - akių, ausų, nosies, liežuvio ir odos. Kūno jutimų (jutimo organų) funkcija yra aiškiai apibrėžta - jie gauna informaciją apie išorinę aplinką ir perduoda ją smegenims apdoroti. Tada smegenys nukreipia kūną į tolesnius veiksmus. Tinkamas jutimo organų veikimas yra būtinas žmogaus kūno saugai ir sveikatai.
Per daugelį metų buvo sukurta daug specializuotų jutiklių, galinčių aptikti daugybę fizinių ar cheminių savybių.
Fiziniai jutikliai vaidina svarbų vaidmenį regėjimui, klausai ir lytėjimui, fizinių dydžių, tokių kaip šviesa, garso bangos, slėgis ir temperatūra, pavertimas elektriniais signalais.
Cheminiai jutikliai vaidina skonį ir kvapą. Priklausomai nuo įvairių cheminių medžiagų buvimo, koncentracijos ir sudėties, jis konvertuoja ir aptinka elektrinius signalus.
Biojutikliai laikomi cheminių jutiklių dalimi, tačiau jie naudoja biologines savybes, kurios skleidžia elektrinius ir optinius signalus būsenoms ar medžiagoms aptikti.
Yra labai jautrūs jutikliai, galintys aptikti žmogaus pojūčiais neaptinkamas magnetines ir spinduliuotės dozes.
Pramonėje naudojami jutikliai atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį, panašiai kaip jutimo organai žmogaus kūne. Proceso pramonėje yra daug mašinų ar sistemų ir tarpusavyje sujungtų įrenginių, kurių tinkamas veikimas priklauso nuo jutiklių. Proceso sraute sujungti jutikliai nuolat aptinka, matuoja ir perduoda elektrinius signalus apie bet kokius fizinės aplinkos pokyčius. Elektriniai signalai perduodami į valdymo sistemą (kompiuterį), kuri apdoroja duomenis ir toliau nukreipia procesą.
Visuomenei toliau tobulėjant, keitėsi procesų srautai ir kontrolės mechanizmai. Tiesą sakant, šiuolaikiniai įrenginiai dabar turi labai jautrias ir plačiai prieinamas žmogaus{1}}mašinos sąsajų valdymo ir stebėjimo parinktis. Jutimo technologija yra taip automatizuota, kad galima atsirinkti žmogaus norus ir ketinimus bei tęsti procesą toliau.
Taigi, kaip žmogaus kūno jutimo organai yra atsakingi už įvairias užduotis ir yra pagrindinis tinkamo gyvybės funkcionavimo elementas, taip ir pramonėje jutikliai atlieka tą patį vaidmenį, nuolat tikrindami įvairius proceso parametrus, kad jie veiktų nuolat.
3. pramoninis jutiklių naudojimas
Pramoniniai procesai iš esmės yra fiziniai, cheminiai, elektriniai arba mechaniniai žingsniai, kurių metu gaminami produktai. Labai išvystyta procesų pramonė turi gerai{1}}apibrėžtus ir dokumentuotus procesus. Labai svarbu nuolat matuoti ir tiksliai kontroliuoti kiekvieno gamybos proceso būseną, kad būtų išvengta netyčinių komponentų pasikeitimų ir nestabilių gamybos sąlygų. Proceso sėkmei taip pat svarbu maksimaliai padidinti infrastruktūros našumą, stebint gamybinės įrangos ir komunalinių paslaugų būklę bei vykdant optimalų priežiūros valdymą. Štai kodėl pramoniniai jutikliai ir prietaisai yra skirti procesų ir turto stebėjimui.
(1) Proceso stebėjimas
Proceso stebėjimo jutikliai naudojami produktų ir procesų būklei gamykloje stebėti. Šie davikliai, kurie yra dedami į gamybos procesą, nuolat nustato tiriamo objekto būseną ir perduoda ją kaip proceso duomenis į valdymo bloką. Tada valdymo blokas palygina perduotą signalą su tiksline verte, skirtumą paverčia valdomu kintamuoju, išveda jį ir pakeičia į išmatuotą būseną. Kartojant šį ciklą, atliekamas „grįžtamojo ryšio valdymas“, kad stebimas objektas būtų stabiliai kontroliuojamas.
Šiems jutikliams reikalingas nuolatinis,{0}}duomenų įvedimas realiuoju laiku ir didelės{1}}reagavimo spartos. Šie patikimi jutikliai tiksliai-suderina procesą realiuoju laiku, kad pašalintų akląsias vietas, o tai užtikrina aukštos kokybės gamybą ir optimalų įrenginio veikimą.
(2) Turto stebėjimas
Turto stebėjimo jutikliai atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį stebint gamyklos įrangą. Duomenys, kuriuos jie gauna ir perduoda, sudaro analizės ir pavojaus signalų pagrindą. Analizuojant jutiklio išvesties duomenis, galima diagnozuoti gamyklos įrangos būklę. Tada ši diagnozė naudojama aliarmo valdymui, numatomai įrangos priežiūrai ir efektyvesniam patruliavimui. Labai jautrūs jutikliai gali padėti išvengti avarijų gamykloje, pailginti proceso veikimo laiką ir pailginti įrangos eksploatavimo laiką.
Tobulėjant proceso automatizavimui, tobulėja ir jutimo technologija, todėl jutimo įrenginiai yra galingesni ir geriau sujungti į tinklą. Jutikliai buvo naudojami įmonėse įvairiose pramonės šakose, įskaitant naftos, dujų, naftos chemijos, chemijos, energijos, celiuliozės ir popieriaus, farmacijos, maisto, plieno, vandens ir nuotekų valymo bei metalų pramonę. Pramonės pažanga atvėrė kelią specializuotoms jutiklių kategorijoms. Spartėjant perėjimui prie skaitmeninimo, poreikis didesnio procesų automatizavimo, geresnių anomalijų aptikimo galimybių ir nuspėjamųjų priežiūros funkcijų skatina precedento neturintį jutimo technologijų pritaikymą.