在幫助生產制造商實現工業4.0的目標方面，智能傳感器發揮著關鍵作用。

在工業4.0時代之前，為系統增加新的傳感器需要將其直接連接到控制器，通常只能為工程師提供基本的模擬和二進制信號。

“可全球使用的通信標準IO-Link解決了這些限制，”ifm集團首席技術官Benno Kathan表示，“IO-Link技術可使傳感器以數字方式額外提供有價值的狀態數據，無干擾且成本更低。”

以用于測量過程的壓力、流量或液位傳感器為例。現在，除了基本的測量，這些傳感器還可以使用傳感器的自診斷功能提供溫度、設備數據和事件。更好地了解設備和過程，在幫助提高系統性能和可用性方面發揮著重要作用。

經適當配置的IO-Link傳感器，可以提供最佳的過程信息。例如，在傳感器中記錄的事件觸發原始數據（BLOB），通過IO-Link轉發以進行深入分析，然后利用這些數據就可以進行振動診斷。易于改造的無線解決方案（也可以在網狀網絡中自主工作）對于優化現有系統也很重要。

“為了讓這些優勢對用戶來說是可控的和實用的，將智能傳感器視為智能整體系統的一部分，比以往任何時候都更重要。”Kathan說。不同的行業需求，要求在橫向和縱向集成方面具有高度的靈活性。現代IO-Link傳感器和IO-Link主機的Y路徑有助于實現這一點。像通常一樣，一條信號路徑通向控制器，設置后通常不會更改。Y的第二條路徑可靈活用于所有工業4.0組件，并可集成到現代軟件應用中。通過預測性維護、能源監測、性能指標、云連接等，可以毫不費力地提高效率，并與傳統控制無縫銜接。

現在的傳感解決方案提供商，需要能提供完整的硬件、軟件和服務組合，以便以簡單且面向應用的方式，將智能傳感器數據從設備傳輸到目標系統。例如，ifm提供了一個工業物聯網（IIoT）平臺，它涵蓋了從傳感器參數設置、設備管理到數據分析和處理的所有領域，這樣就更易于管理現代基礎設施的復雜性。Kathan說：“由于沒有數據流的代碼配置向導和圖形建模工具，因此不需要深入的用戶知識。”

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智能傳感器-機器數據的窗口

在解釋是什么使得傳感器成為“智能傳感器”時，SICK英國高級產品經理Seb Strutt表示，硬件和軟件方面的技術進步，使先進的智能能夠嵌入傳感器。智能傳感器的應用已經很成熟，其內置的處理能力正在使更復雜的生產任務能夠在現場執行，同時減輕設備控制器處理原始數據的負擔。智能傳感器也為設備核心的數據打開了一扇窗。

在數字化轉型時代，傳感器已成為智能工具，可以幫助管理工程和業務過程。Strutt說：“每個傳感器都會產生數據，這些數據就是原始材料，工程師的任務就是解釋這些數據并使用它來增加業務價值。客戶不再只是簡單地要求我們幫助解決經典的自動化問題。他們還想知道如何充分利用所有這些數據，以及如何充分利用這些數據，使產品、設備或過程更可用、更具響應性，并最終實現更高的利潤。”工業4.0的愿景是使機器上所有的設備信息隨時透明可用，以監控所有資產的數字表示，并使用實時虛擬環境操作和控制所有數據。

在很多情況下，對這些數據的干預都不需要對生產基礎設施進行任何改變，也不會干擾現有的設備和控制。Strutt說：“只需安裝傳感器，IIoT網關就可以將數字化數據傳輸到基于云的軟件平臺或更高級別的管理系統，在那里，任何設備都可以輕松實現實時可視化。實時監控關鍵參數，并可以做出預測。當然，傳感器生成的數據會因應用而異。這樣做的商業價值，可能是更好地預測客戶需求或供應鏈需求，為更高效的生產過程提供信息，或最終使運營更靈活和適應性更強。”

Strutt舉例說明了智能傳感器技術的好處，一位客戶希望了解壓縮空氣是否泄漏、在何處泄露以及泄漏的程度，壓縮空氣的泄露會導致整個生產設施的能源成本浪費。如果沒有頻繁、昂貴的外部評估，如何識別和防止能源損失？

SICK在客戶工廠周圍的關鍵點部署了智能流量計，并配備了數據采集器網關，以收集和預處理所需數據。使用專門開發的監控應用程序對數據進行可視化，該應用使用易于使用和解釋的圖形，顯示一系列關鍵參數和趨勢。該系統提供壓縮空氣的連續實時能量監測，并能夠設置預設提示、報警和維護建議。因此，可以實時調整多臺壓縮機的峰值負載，以最大限度地減少能源需求，并且可以提高過程和設備的啟動和停機管理效率。

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更多的連接和交互

根據霍尼韋爾互聯工業首席產品官Anand Vishnubhotla的說法，智能設備是工業4.0背后最重要的驅動因素之一，如果設備能夠與其它智能設備和用戶進行連接或交互，它們通常會變得更智能。他說：“兩個因素使它們變得智能——嵌入智能傳感器以收集和共享輸入，以及連接到其它設備或網絡的能力。”

智能傳感器通常能夠測量壓力、趨近、熱、光、容量、平衡或速度等屬性。這些傳感器可能包括用于分析壓力的變送器、用于記錄光線的熱讀取器、用于測量熱量的溫度計，以及用于分析趨近度、平衡度和速度的加速計、陀螺儀和磁力計。它們通常可以通過藍牙、NFC、Wi-Fi、LiFi或5G等無線協議，將信號傳輸到具有智能連接的其它設備。還可以與云計算系統集成，實現更快速和更強大的處理。

對于工業部門來說，智能傳感器和設備是IIoT的關鍵要素。通常情況下，工業場所涉及制造或加工設施，它們會將智能傳感器作為工業物聯網的一部分。Vishnubhota表示：“它們不僅能夠從工業過程中收集信息，還能夠處理這些數據，并使用設備學習算法做出決策。智能傳感器可以監控過程，甚至通過對過程進行調整來實現過程控制的自動化，以確保最佳輸出、質量和安全目標。例如，它們可以監控壓力以確保管道不會泄漏，或者調節溫度以確保設備不會過熱。”

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充分利用智能設備

智能設備概念并不新鮮，尤其是近年來在制造業中激增的智能設備。如今，IIoT正在改變公司創建、制造和支持產品的方式。FDT集團董事總經理Steve Biegacki表示：“運營人員需要從設備和生產過程中獲得更多信息，以做出更好的實時決策，確保設備在可接受的參數范圍內工作，預測其潛在停機時間并提高效率。”

Biegacki解釋說，工業智能設備是智能設備的基本組件，是采集運營數據的基礎。工廠車間可以由來自不同供應商的數千臺智能設備組成。FDT是一種通用集成標準，可以將所有工業網絡無縫集成到一個項目視圖中，從而允許設備進行連接和通信。FDT是一種廣泛的嵌入式系統和設備軟件解決方案，提供單一用戶界面，支持現場/撬裝到云的集成、配置和監控。

基于FDT 3.0標準的FDT統一平臺（UE），支持以數據為中心的分布式環境，具有通用設備集成的統一接口。通過FDT 3.0設備類型管理器（DTM）提供的智能設備豐富而可靠的數據，可幫助用戶受益于數字化轉型帶來的好處，包括更有效和高效的預測性維護和帶有NE 107狀態符號的智能監控，以及基于設備和過程分析的增強決策能力。

根據Biegacki的說法，統一的工業自動化技術標準，為過程離散和混合應用中的設計、運行和維護開啟了通用設備集成的大門。FDT實現了運營技術（OT）和信息技術（IT）的強力融合，消除了效率低下以及互操作的障礙。智能設備改善了隨時隨地管理運行的能力。與這些智能設備一樣，FDT的移動性創建了更安全的智能設備，改善了工廠工人的工作流程，并提高了維護效率。

審核編輯 ：李倩