طرح تولید سنسورهای صنعتی
- 5 شهریور 1399
- ۰
- بازدیدها: 1,221
- دسته بندی:
طرح تولید سنسورهای صنعتی
در صنعت برای این که یک فرایند به انجام برسد و یا یک محصول در خط تولید به مرحله نهایی برسد، برای سرعت بخشیدن و دقت بخشیدن به این فرایند درکارخانه جات و… نیاز هست که تجهیزاتی که تولید را انجام می دهند یا فرایندی را انجام می دهند به صورت اتوماتیک و به ترتیب و دقتی که می خواهیم کار را برای ما انجام دهند، از این رو سنسور ها یا حسگر ها در جاهای مختلف دستگاه ها قرار می دهیم تا کاری که می خواهیم طبق نیاز ما انجام شود.
سنسور (sensor) در لغت به معنی حس‌کننده و از کلمه sens به معنی حس‌کردن گرفته شده است که میتواند کمیت‌هایی نظیر فشار، حرارت، رطوبت، دما و … را به کمیت‌های الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل کند. در سنسورهای آنالوگ لازم است تا از طریق ترانسدیوسر و ترانسمیترهای صنعتی، خروجی آنها تبدیل به سیگنال‌های استاندارد ولتاژ و جریان گردد.
سنسورها در انواع تجهیزات و دستگاه‌های اندازه‌گیری، سیستم‌های کنترل آنالوگ و دیجیتال استفاده میشوند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاه‌های مختلف از جملهPLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی سیستم‌های اتوماسیون صنعتی باشند.اطلاعات از سنسورها به کنترل‌کننده مرکزی ارسال می‌گردد و کنترلر مطابق برنامه نوشته شده در آن تصمیم‌گیری نموده و فرامین لازم را صادر می‌کند.
سنسورهای صنعتی چیست؟
سنسور یا حس‌کننده به قطعاتی گفته میشود که می‌توانند کمیت‌هایی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، رنگ، جنس، صدا، دود، گاز و … را به کمیت‌های آنالوگ یا دیجیتال تبدیل کنند.
انواع سنسورها و کاربرد آنها
سنسورهای صنعتی بخش جداناشدنی صنعت بوده که در دستگاه‌های مختلف با کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برای مثال میتوان از شمارش، کنترل حرکت، اندازه‌گیری سرعت، تشخیص فشار، تشخیص تماس، تشخیص دما، تشخیص بو، تشخیص رنگ، تشخیص دود یا گاز، تشخیص صدا و یا تعیین موقعیت به عنوان نمونه‌ای از کاربرد سنسور در صنعت نام برد.
سنسور تشخیص موقعیت مجاورتی
سنسور مجاورتی مغناطیسی
سنسور مجاورتی القایی
سنسور مجاورتی خازنی
سنسور مجاورتی نوری
سنسور مجاورتی نوری با کابل فیبر نوری
سنسور مجاورتی اولتراسونیک
سنسور دیجیتال تشخیص موقیت الکترو مکانیکی
سنسور تشخیص موقعیت مجاورتی
این سنسور تشخیص می دهد شیئی جلو آن وجود دارد یا نه و این کار را بدون تماس مستقیم برای ما انجام می دهد(سنسور های با تماس فیزیکی از قبیل لیمیت سوئیچ ها اغلب برای محدود کرد حرکت به کار برده میشوند)
سنسور مجاورتی مغناطیسی
این نوع سنسور به میدان الکترو مغناطیسی اعم از الکتریکی یا دائمی عکس العمل نشان می دهد، و اگر مثلاً آهن ربا جلو آن قرا دهیم عمل خواهد کرد و این سنسور جهت نمایش عملکرد خود، یک led هم روی آن نصب است.
از سنسور های مغناطیسی اغلب در پروژه های نیوماتیکی استفاده می شود.
سنسور مجاورتی القایی
این سنسور در مقابل اجسام رسانا از خود عملکرد نشان می دهد و هر فلز رسانایی را جلو آن قرار دهیم، سنسور در خروجی یک پالس می دهد
این حسگر نیز روی خود یک LED جهت نمایش عملکرد دارد.
سنسور مجاورتی خازنی
با حسگر مجاورتی خازنی می توان همه اجسام فلزی و غیر فلزی را تشخیص داد، این سنسور یکی از پرکاربرد ترین سنسور ها است و فقط یک محدودیت دارد و آن هم این است که این سنسور حد اکثر می تواند تا فاصله ۶۰ میلی متری عمل کند و به این فاصله، مسافت کلید زنی می گویند.
سنسور مجاورتی نوری
این سنسور به منظور ردیابی از تجهیزات الکترونیکی استفاده می کند و به این منظور از نور مادرون قرمز یا قرمز استفاده می کند، این سنسور ها دارای طول عمر بالایی می باشند، از مزیت های این سنسور محکم بودن آن، برد وسیع و موقعیت یاب دقیق است و معایب آن هم عدم تشخیص اجسام شفاف هست.
سنسور مجاورتی نوری با کابل فیبر نوری
همانند سنسور نوری که در بالا توضیح داده ایم هست ولی با این تفاوت که دو سر سنسور به وسیله کابل فیبر نوری به بدنه سنسور متصل میشود و معمولا جاهایی استفاده می شود که فضای کافی برای گذاشتن سنسور نوری نیست.
سنسور مجاورتی اولتراسونیک
این نوع سنسور اساس کار آن امواج صوتی است و براساس ایجاد صوت فعال یا غیر فعال می شود، اساس کار این سنسور هوا است و این سنسور زمان رفت و برگشت صدا که توسط هوا انتقال پیدا می کند را محاسبه و اندازه گیری می کند.
سنسور دیجیتال تشخیص موقیت الکترو مکانیکی
همانطور که از نام این سنسور مشخص است، این سنسور از دو نیروی مکانیکی و الکتریکی استفاده می کند، نیروی مکانیکی جهت تشخیص موقعیت و نیروی الکتریکی جهت ایجاد فرمان جهت عکس العمل دستگاه، این سنسور همان میکرو سوئیچ ها یا لیمیت سوئیچ ها است.
برخی از سنسورهایی که در صنعت پر کاربرد هستند:
سنسور حضور: سنسور حضور، یک سنسور حساس به حرکت است، این سنسور هیچ گاه شما را در تاریکی تنها نمی گذارد.
سنسور خازنی: در سنسورهای خازنی حساسیت تنها به فلز وجود ندارد بلکه هر جسمی تشخیص داده می شود. این سنسورها جزو سنسورهای مجاورتی یا پراکسیمیتی است.
سنسور دما: برای اندازه گیری دما در صنعت از سنسورهای مخصوصی استفاده می کنند که از مهمترین سنسورهای دما می توان به ترموکوبل و RTD اشاره نمود.
سنسور فیبر نوری: در کاربردهای سنجش از راه دور از سنسورهای فیبر نوری استفاده می شود.
سنسور نوری: سنسورهای نوری برای تشخیص اجسام در صنعت بکار می روند. این سنسورها را ” فتوالکتریک ” نیز می نامند. مکانیزم عملکرد این حسگرها ارسال نور است. در بازار آنها را با عنوان چشم الکتریکی نیز می شناسند. سنسورهای نوری بطور کلی در سه دسته دوطرفه، یک طرفه با آینه یا رفلکتور و یک طرفه بدون آینه تقسیم بندی می شوند.
سنسور اولتراسونیک: سنسور اولتراسونیک وسیله ای است که با استفاده از ارسال و دریافت امواج صوتی عملیات تشخیص و یا تعیین فاصله از یک جسم هدف را انجام می دهد.
اینکدر: ” اینکدر ” یک دستگاه الکترومکانیکی است که موقعیت زاویه ای و یا مکانی یک شفت یا محور را به کد آنالوگ و یا دیجیتال تبدیل می کند.
سنسور القایی: سنسورهای القایی یا حساس به فلز جزو سنسورهای مجاورتی یا پراکسیمیتی دسته بندی می شوند و وظیفه آنها شناسایی اجسام فلزی در خط تولید می باشد تا زمانی که فرضا جسم به نقطه ای خاص در نزدیکی سنسور رسید سنسور القایی آن را تشخیص داده و فرمان این تشخیص را صادر می کند.
اهمیت تولید سنسورهای صنعتی
تولید سنسورهای صنعتی به دلایل مختلفی در زمره ضروریات پیشبرد موفق اهداف صنایع مختلف قرار گرفته است. سنسورهای صنعتی بخش مهمی از اتوماسیون صنعتی هستند. در واقع مؤلفه های اصلی سیستم های صنعتی مدرن، سنسورهایی هستند که داده ها را به کنترل کننده ها، مانیتورها و سایر فناوری های عملیاتی که نظارت کارخانه را بر عهده دارند، ارسال می کنند. شبکه سازی سنسورها در فرآیند تولید سنسورهای صنعتی سال ها است که مورد استفاده قرار می گیرد. ضمن اینکه ظهور اینترنت، هم فرصت ها و هم چالش های استفاده از سیستم های حسگر را گسترش داده است. با تبدیل شدن سنسورها به بخشی از اینترنت صنعتی اشیا (IIoT)، فرصت ها و چالش های طراحی نیز گسترش یافته است.
سنسورها در کارخانه های مدرن نقش های مختلفی را ایفا می کنند. علاوه بر ارائه داده ها برای کنترل فرآیند، می توانند در ارزیابی کیفیت، ردیابی دارایی و حتی افزایش سطح ایمنی کارگران بسیار مؤثر واقع شوند. ظهور نرم افزارهای تحلیلی قدرتمند و مبتنی بر هوش مصنوعی، باعث شده است تا از داده های سنسور برای کاهش هزینه های تولید از طریق بهینه سازی فرآیند استفاده شود.
برای دسترسی به این اهداف، انواع حسگرهای مختلفی در دسترس است و تولید سنسورهای صنعتی در غالب نسخه های جدید و بهبود یافته به طور مداوم در حال انجام است.
کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید سنسورهای صنعتی
کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.
کد آیسیک حسگر فیبر نوری : ۳۳۱۳۴۱۲۳۹۲
کد آیسیک حسگر مجاورت : ۳۳۱۳۴۱۲۳۷۹
کد آیسیک حسگر دما : ۳۳۱۳۴۱۲۳۰۸
کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت تولید سنسورهای صنعتی
تعرفه یا به عبارت دیگری(TARIFF) یک نوع معیار رقمی و یا عددی می باشد برای شناسی و تعیین جایگاه کالا در ترخیص کالا .
تعرفه گمرکی میزان حقوق ورودی قابل پرداخت برای ورود کالا می باشد.تعرفه گمرکی در بستر تاریخ مبتنی بر سیستم و روش های خاصی از قبیل اداره گمرک،آمار،حمل و نقل،بیمه و غیره طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد.
کد تعرفه گمرکی حسگر دما : ۹۰۳۱۸۰۲۰ – ۹۰۳۱۸۰۴۰
انواع تکنولوژی های ساخت سنسورها در صنعت
برای ساخت سنسورها روش های زیادی وجود دارد در ادامه به بررسی انواع تکنولوژی های ساخت سنسورها در صنعت می پردازیم.
سه سنسور متداول در صنعت عبارتند از
سنسورهای نازک فلزی
سنسورهای ضخیم سرامیکی
سنسور پیزو الکتریک
که دو سنسور اول بیشترین کاربرد را در تجهیزات معمول اندازه گیری فشار دارند.
سنسور نازک فلزی
یک سنسور نازک فلزی است که عموما استینلس استیل می باشد.
تولید این سنسورها با ضحامت مورد نظر و به صورت اتوماتیک و با دقت بالا انجام می شود.
سمت دیافراگم این سنسور با قسمت وسط، لایه های عایق، استرین گیج ها در تماس نیست.
مقاومت جبران کننده و مسیرهای هدایت با استفاده از فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی تشکیل شده اند.
فرآیند ساخت این سنسور در شرایطی کاملا بهداشتی و در کارخانه های خاص در محیط هایی با فشار خلا یا فشارهای اتمسفری خاص انجام میشود.
مقاومت و مسیرهای هدایت کنند در این سنسور به طور قابل توجهی کمتر از یک میکرومتر است. به همین دلیل این سنسورها را به عنوان سنسور نازک مقاومتی میشناسند.
این سنسور به دلیل استفاده از فلز عمر بالایی دارد.
به علاوه، در برابر شوک و لرزش به صورت یک عنصر فشار پویا عمل می کند.
با توجه به اینکه مواد استفاده شده در این سنسور قابل جوش هستند؛ سنسور را می توان بدون هیچ نیازی به ترکیباتی دیگر بر روی نقطه مورد نظر جوش داد.
به دلیل استفاده از مواد انعطاف پذیر سنسور بیشتر مناسب رنج فشارهای پایین است.
سنسورهای سرامیکی
بدنه اصلی و دیافراگم این سنسورها از متریال سرامیک ساخته شده است.
آلومینیوم اکسید Al2O3 به صورت گسترده به منظور افزایش ثبات و قابلیت پردازش به این سنسور اضافه شده است.
چهار استرین گیج به صورت یک نوار نازک در سمت دیافراگم قرار داده شده است که هیچ گونه تماسی با قسمت میانی سنسور ندارند.
با توجه به اینکه در ساخت این سنسورها هیچ گونه ناخالصی نباید وجود داشته باشد، فرآیند ساخت این سنسورها در اتاق های بهداشتی انجام می شود.
سرامیک های استفاده شده در این سنسورها در برابر خوردگی بسیار مقاوم هستند. با این حال، نصب این سنسورها بر روی وسیله های اندازه گیری فشاری که نیاز به آب بندی های اضافی دارند انتخاب مناسبی نیستند.
همچنین، سرامیک شکننده است و برای فشارهای بالا انتخاب مناسبی نمی باشد و کاربرد کمتری از سنسور قبلی دارد.
سنسور پیزو-مقاومتی
این سنسور ساختار بسیار پیچیده تری از سنسورهای توصیف شده در قسمت های قبل دارد. عنصر حسگر این سنسور از یک چیپ سیلیکون ساخته شده است.
تراشه که ساختار مقاومتی دارد، تحت فشار قرار می گیرد.تراشه شامل سطحی میشود که مساحت آن تنها یک میلی متر مربع است. بنابراین سطح آن بسیار کوچکتر از دیافراگم سنسور فلزی یا سرامیکی است.
تراشه پیزو حساسیت بسیار بالایی نسبت به اثرات زیست محیطی دارد و باید بدون هیچ گونه فضای خالی تولید شود.
بنابراین سنسور در یک بدنه استینلس استیل که به صورت خیلی نازک ساخته شده است پوشیده می شود و دیافراگم سنسور نیز از جنس استینلس استیل است.
فضای خالی بین تراشه ودیافراگم با استفاده از یک مایع انتقال دهنده پر میشود. که معمولا یک روغن ترکیبی است.
در این سنسور فشار وارد شده تنها به قسمت دیافراگم استینلس استیل وارد می شود. سپس فشار وارد شده به روغن و از آنجا منتقل می شود.
یک سری عموما برای نصب و اتصال الکتریکی بر روی سنسور قرار داده میشود. این سری عموما شامل شیشه-فلز برای اتصال الکتریکی بین داخل با خارج سنسور است و میتواند بر روی سنسور جوش داده شود.
یک لوله تهویه در قسمت مرکزی سری قرار دارد. که در زمان هایی که محفظه عقبی سنسور تخلیه و لوله تهویه بسته شده باشد می توان از این سنسور برای اندازه
گیری فشار مطلق استفاده کرد.
زمانی که از این سنسور برای گیج های فشار استفاده می کنیم، لوله تهویه باز می ماند و با توجه به دریچه آخر دیافراگم، فشار نسبت به فشار محلی یا اتمسفر اندازه
گیری می شود. لوله تهویه باید به دقت در برابر آلودگی محیطی به ویژه رطوبت محافظت شود، زیرا با توجه به حساسیت بالای سنسور حتی امکان غیرفعال شدن آن وجود دارد.
وضعیت واحد های فعال تولید سنسورهای صنعتی
در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای فعال تولید سنسورهای صنعتی در کشور به تفکیک استان آمده است .
وضعیت واردات و صادرات سنسورهای صنعتی
نمودار واردات و صادرات سنسورهای صنعتی در کشور به تفکیک سال در شکل زیر آمده است.
انتخاب سنسور باید متناسب با کاربردی که داریم باشد.سنسورها یکی از پرکاربردترین تجهیزات اتوماسیون صنعتی می باشند که همانند ۵ حس انسان ( بویایی، چشایی، لامسه، شنوایی و بینایی ) برای ماشین ها عمل می‌کنند.
نقش سنسور در صنعت ورودیِ فرمان هست یعنی به محض این که دستگاه دریک حالتی قرار گرفت یک فرمان به پردازنده که شامل plc ها، شمارنده ها ،کنترل کننده های دما و… می دهد و پردازنده هم در خروجی یک فرمان را به کنتاکتور یا رله می دهد تا مثلا آن الکترو موتور در آن لحظه عمل کند و این دقت و سرعت را برای ما به وجود می آورد.
خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار تولید سنسورهای صنعتی
ظرفیت تولید سالیانه : ۲۰ هزار دستگاه
نرخ برابری دلار : ۲۳۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۶۰۰۰ مترمربع
زیر بنا : ۱۸۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۴۸ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۲۴ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۱۷۰میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۷ درصد
درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید:
دیدگاه خود را ثبت کنید