Günümüzün endüstriyel ortamı, benzeri görülmemiş değişkenlik, belirsizlik, karmaşıklık ve belirsizlik ile karakterize edilmektedir. Sonuç olarak, varlıkların ve insanların daha düşük maliyetlerle ve daha fazla güvenlikle daha verimli çalışması giderek daha önemli hale geliyor. Bu bağlamda algılama teknolojisi ve gelişmeler, endüstriyel operasyonların rekabetçi ve verimli tutulmasında önemli bir rol oynamaktadır.
Algılama teknolojisi ve çeşitli uygulamaları, teknoloji ve iş ihtiyaçlarıyla birlikte gelişmeye devam ediyor. Sensörler mesafeden ısıya ve basınca kadar çeşitli fiziksel özellikleri tespit etmek için kullanılabilir. Günümüzün ürünleri çevrelerindeki her şeyi algılamak için sensörler kullanıyor; çok hassas olma, daha az güç tüketme ve kurulum ve bakımları ucuz olma özelliklerine sahiptirler. Sensörlerin süreçleri ve ilgili işletmeler için yeni değer yaratmanın önemli bir parçası olduğu kanıtlanıyor.
1. Algılama teknolojisi nedir? Sensörlerle nasıl bir ilişkisi var?
Sensörlerin yelpazesi çok geniştir ve birçok türü vardır, ancak temelde sensör, bir ölçüm nesnesinin karakteristik miktarını algılayan ve bu miktarı, bir cihazda görüntülenen okunabilir bir sinyale dönüştüren bir cihazdır. Kısaca algılama, fiziksel, kimyasal veya biyolojik karakteristik bir miktarı tespit edip bunu okunabilir bir sinyale dönüştürerek bilgi elde etmek için sensörleri kullanan bir teknolojidir.
Aslında her türlü endüstriyel ihtiyacı karşılayacak çok çeşitli sensörler mevcuttur. Zorlu, görev açısından kritik-endüstriyel uygulamalar için sensörler, süreçlerin iyileştirilmesine yardımcı olabilir ve benzersiz varlık koruması sağlayabilir. Bu sensörler, sürecin gerektirdiği algılama ve raporlama da dahil olmak üzere gerçek-zamanlı izleme sağlar. Sensörler tarafından izlenen ve toplanan veriler kontrol ve analiz için gönderilir ve belirli özelliklerdeki herhangi bir anormallik, elektrik sinyalleri gönderen sensörler tarafından raporlanır. Bu şekilde sensörler, sürecin en iyi uygulamalarla uyumlu olmasını sağlarken süreç verimliliğini ve ürün kalitesini artırabilir.
2. Makine algılamasını insan duyularından anlamak
Prensip olarak soyut, soyut veya fiziksel özellikleri tespit etme yeteneğine sahip her malzeme veya cihaz bir sensördür. Çevremizde başarıyla çalışan birçok cihaz ve süreci başarıyla ölçen ve tespit eden sensörlerle çevriliyiz.
Aslında insan vücudunun normal işleyişi beş duyu organına ({0}} göz, kulak, burun, dil ve deriye bağlıdır. Vücudun duyularının (duyu organlarının) işlevi açıkça tanımlanmıştır - dış ortam hakkında bilgi alırlar ve bunu işlenmek üzere beyne iletirler. Beyin daha sonra vücudu daha ileri hareket tarzlarına yönlendirir. İnsan vücudunun güvenliği ve sağlığı için duyu organlarının düzgün çalışması şarttır.
Yıllar geçtikçe çok çeşitli fiziksel ve kimyasal özellikleri tespit edebilen birçok özel sensör geliştirildi.
Fiziksel sensörler; görme, duyma ve dokunmada, ışık, ses dalgaları, basınç, sıcaklık gibi fiziksel büyüklüklerin algılanıp elektrik sinyallerine dönüştürülmesinde önemli rol oynar.
Kimyasal sensörler tat ve kokuda rol oynar. Çeşitli kimyasalların varlığına, konsantrasyonuna ve bileşimine bağlı olarak elektrik sinyallerini dönüştürür ve tespit eder.
Biyosensörler kimyasal sensörlerin bir parçası olarak kabul edilir, ancak durumları veya maddeleri tespit etmek için elektriksel ve optik sinyaller yayan biyolojik özelliklerden yararlanırlar.
İnsan duyularının tespit edemeyeceği manyetik ve radyasyon dozlarını tespit edebilen son derece hassas sensörler bulunmaktadır.
Endüstriyel uygulamalardaki sensörler, insan vücudundaki duyu organlarına benzer şekilde hayati bir rol oynar. Proses endüstrileri, sensörlerin düzgün çalışmasına bağlı olan büyük makine veya sistem kümelerine ve birbirine bağlı cihazlara sahiptir. Proses akışında ağa bağlanan sensörler, fiziksel ortamdaki herhangi bir değişikliğin elektrik sinyallerini sürekli olarak algılar, ölçer ve iletir. Elektrik sinyalleri, verileri işleyen ve ayrıca süreci yönlendiren bir kontrol sistemine (bilgisayar) iletilir.
Toplum ilerlemeye devam ettikçe süreç akışları ve kontrol mekanizmaları değişti. Aslında modern makineler artık kontrol ve izlemeye yönelik insan-makine arayüzleri için son derece hassas ve yaygın olarak kullanılabilen seçeneklere sahip. Algılama teknolojisi o kadar otomatiktir ki, insanın arzularını ve niyetlerini seçip süreci daha ileri taşımak mümkündür.
Dolayısıyla, insan vücudundaki duyu organlarının çeşitli görevlerden sorumlu olması ve yaşamın düzgün işleyişinde anahtar bir unsur olması gibi, sensörler de sürekli çalışma için çeşitli süreç parametrelerini sürekli kontrol ederek endüstride aynı rolü oynar.
3. sensörlerin endüstriyel kullanımı
Esas olarak endüstriyel süreçler, ürünlerin imalatına yol açan fiziksel, kimyasal, elektriksel veya mekanik adımlardır. Son derece gelişmiş süreç endüstrileri iyi-tanımlanmış ve belgelenmiş süreçlere sahiptir. İstenmeyen bileşen değişikliklerinden ve dengesiz üretim koşullarından kaçınmak için her üretim sürecinin durumunu sürekli olarak ölçmek ve doğru bir şekilde kontrol etmek kritik öneme sahiptir. Üretim ekipmanlarının ve yardımcı tesislerin durumunu izleyerek ve optimum bakım yönetimini gerçekleştirerek altyapı performansını en üst düzeye çıkarmak, sürecin başarısı açısından da önemlidir. Bu nedenle endüstriyel sensörler ve cihazlar proses izleme ve varlık izleme için tasarlanmıştır.
(1) Süreç İzleme
Proses izleme sensörleri, bir tesisteki ürünlerin ve proseslerin durumunu izlemek için kullanılır. Üretim prosesine yerleştirilen bu sensörler, test edilen objenin durumunu sürekli olarak tespit ederek proses verisi olarak kontrol ünitesine iletir. Kontrol ünitesi daha sonra iletilen sinyali hedef değerle karşılaştırır, farkı kontrollü bir değişkene dönüştürür, çıktı olarak verir ve ardından bunu ölçülen duruma dönüştürür. Bu döngünün tekrarlanmasıyla, izlenen nesneyi kararlı, kontrollü bir durumda tutmak için "geri bildirim kontrolü" gerçekleştirilir.
Bu sensörler sürekli, gerçek-zamanlı veri girişi ve yüksek-hızlı yanıt gerektirir. Bu güvenilir sensörler,-kör noktaları ortadan kaldırmak için süreçte gerçek zamanlı ince ayarlar yaparak yüksek kaliteli üretim ve optimum tesis işletimi sağlar.
(2) Varlık İzleme
Varlık izleme sensörleri, tesis ekipmanlarının izlenmesinde hayati bir rol oynar. Aldıkları ve ilettikleri veriler, analiz ve alarmların temelini oluşturur. Sensör çıkış verileri analiz edilerek tesis ekipmanlarının sağlığı teşhis edilebilir. Bu teşhis daha sonra alarm yönetimi, ekipmanın öngörücü bakımı ve daha etkili bakım devriyeleri için kullanılır. Son derece duyarlı sensörler tesis kazalarını önlemeye, proses çalışma süresini uzatmaya ve ekipman ömrünü iyileştirmeye yardımcı olabilir.
Proses otomasyonu geliştikçe algılama teknolojisi de gelişiyor, bu da daha güçlü ve daha iyi ağ bağlantılı algılama cihazlarının ortaya çıkmasına neden oluyor. Sensörler; petrol, gaz, petrokimya, kimya, enerji, kağıt hamuru ve kağıt, ilaç, gıda, çelik, su ve atık su arıtma ve metaller dahil olmak üzere çok çeşitli endüstrilerdeki şirketlerde kullanılmaktadır. Endüstrideki ilerlemeler uzmanlaşmış sensör kategorilerinin önünü açmıştır. Dijitalleşmeye geçiş hızlandıkça, daha fazla süreç otomasyonuna, gelişmiş anormallik tespit yeteneklerine ve tahmine dayalı bakım işlevlerine olan ihtiyaç, algılama teknolojilerinin benzeri görülmemiş bir şekilde benimsenmesine yol açıyor.