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應(yīng)用測(cè)距要求
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比較光電測(cè)距原理
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IO-LinkVS模擬量
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SICKIO-Link-SIG350&SIG2000
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應(yīng)用測(cè)距要求
在3C商品安裝、半導(dǎo)體加工等高科技行業(yè)，光學(xué)測(cè)距需求更為常見(jiàn)。這些行業(yè)對(duì)測(cè)距精度要求較高，一般為微米級(jí)，通過(guò)距離控制和監(jiān)控正確控制產(chǎn)品加工質(zhì)量。
近年來(lái)，隨著鋰電池行業(yè)、重力儲(chǔ)能和瓦楞紙行業(yè)的快速發(fā)展，光學(xué)測(cè)距逐漸應(yīng)用于這些新行業(yè)的關(guān)鍵流程，如：
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鋰電行業(yè)
涂布機(jī)放卷余料監(jiān)控
卷繞分切機(jī)卷繞和卷繞直徑監(jiān)測(cè)
卷繞機(jī)卷繞機(jī)卷繞機(jī)卷繞機(jī)卷繞機(jī)卷繞機(jī)卷繞直徑測(cè)量
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重力儲(chǔ)能行業(yè)
電梯高度監(jiān)控
電梯到位監(jiān)控
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瓦楞紙和包裝行業(yè)
接紙機(jī)工藝，測(cè)量卷徑，調(diào)整張力和位置關(guān)系
包裝設(shè)備包裝材料余料檢驗(yàn)，張力調(diào)節(jié)
與3C和半導(dǎo)體行業(yè)相比，這些新行業(yè)對(duì)光學(xué)測(cè)距的精度要求相對(duì)較低。一般來(lái)說(shuō)，mm級(jí)的重復(fù)精度可以滿足客戶(hù)的需求，檢測(cè)范圍一般從50mm到2000mm不等。
高精度光學(xué)測(cè)距傳感器價(jià)格昂貴，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)客戶(hù)需求，因此產(chǎn)生了一種產(chǎn)品和市場(chǎng)GAP：
CMOS原理高精度測(cè)距傳感器：精度高，性能高，外觀水平高
ToF原理測(cè)距傳感器：尺寸大，適合長(zhǎng)距離，近距離盲點(diǎn)大。
比較光電測(cè)距原理
目前，光學(xué)測(cè)距的主流原理有兩種：時(shí)間飛行和激光位移。根據(jù)自身特點(diǎn)，兩者之間存在著明顯的應(yīng)用差異：
ToF原理：長(zhǎng)距離測(cè)量，最高可達(dá)1500m，重復(fù)精度mm級(jí)，適用于長(zhǎng)距離定位，廣泛應(yīng)用于軌道、物流等行業(yè)。
CMOS激光位移：近距離測(cè)量可達(dá)20mm以?xún)?nèi)，重復(fù)精度可達(dá)0.01um。適用于緊湊空間下的精細(xì)檢查。廣泛應(yīng)用于鋰電池、半導(dǎo)體和3C行業(yè)
根據(jù)市場(chǎng)需求，SICK根據(jù)三角形原理推出了光電傳感器：光電體內(nèi)集成了測(cè)距功能，最短可達(dá)15mm，最長(zhǎng)可達(dá)850mm。重復(fù)精度mm級(jí)，適用于鋰電池、包裝、電梯等領(lǐng)域的距離控制。
原理
ToF
激光位移測(cè)量
三角測(cè)距
典型商品
WTT12L
Dx50
DL100
OD5000
WTM12L
W4F
測(cè)量原理
漫反射，鏡反射
漫反射
漫反射
測(cè)量距離
0.1-3.8m
0.2-30m
14-16mm
25-35mm
65-105mm
110-190mm
100-850mm
30-420mm
15-220mm
重復(fù)精度
0.9-1.3mm
0.5-2mm
0.01um
0.05um
0.1um
0.2um
0.1-4mm
0.1-6mm
0.3-2.2mm
距離值導(dǎo)出
模擬量，IO-Link
Ethernet/數(shù)字量/模擬量
IO-Link
產(chǎn)品尺寸
小型，大型
小型
小型
迷你型
優(yōu)勢(shì)
檢測(cè)范圍大，重復(fù)精度高，對(duì)材料表面顏色和反亮度不敏感。支持模擬IO-Link
小盲點(diǎn)，
重復(fù)精度極高，性能高
Ethernet支持模擬量和通信
小盲點(diǎn)，重復(fù)精度，滿足客戶(hù)需求，多種檢驗(yàn)范圍。支持IO-Link可遠(yuǎn)程調(diào)試傳感器。
缺陷
大尺寸，大盲點(diǎn)
近距離檢查有困難
尺寸較大
距離有限
對(duì)材料表面的顏色和反亮度比較敏感
應(yīng)用領(lǐng)域
立庫(kù)堆垛機(jī)定位
鋼廠天車(chē)定位等
電子裝配、涂層厚度控制、精細(xì)高度控制和外觀缺陷檢測(cè)
包裝行業(yè)，鋰電池行業(yè)卷徑測(cè)量，mm級(jí)高度控制，IO-整個(gè)Link傳感器方案
IO-LinkVS模擬量
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什么叫IO-Link
IO-Link是一種不同于現(xiàn)場(chǎng)總線和開(kāi)放式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的工業(yè)通信接口，適用于工業(yè)控制中最底層的設(shè)備。它被稱(chēng)為“自動(dòng)化的最后一米”。
一個(gè)完整的IO-Link系統(tǒng)，通常包括多個(gè)IO-Link設(shè)備(包括IO-Link傳感器)，IO-通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電纜與IO-Link主站(如SIG200)相連，Link集線器和標(biāo)準(zhǔn)I/O傳感器等)。
第一項(xiàng)全球標(biāo)準(zhǔn)化IO技術(shù)(IEC61131-9)與傳感器和執(zhí)行器通信
最大電纜長(zhǎng)度為20m
提供典型的掃描周期2.3ms
允許瀏覽大量傳感器數(shù)據(jù)，并能與現(xiàn)場(chǎng)總線連接
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VSIO-Link傳統(tǒng)方案
傳統(tǒng)方案：
PLC編程需要完成所有的計(jì)算和邏輯
如果需要高速計(jì)速度、物體數(shù)量，還需要配備高速計(jì)數(shù)模塊
編程比較復(fù)雜，修改和檢查需要很長(zhǎng)時(shí)間
SICK方案：
IO-Link網(wǎng)關(guān)從不同的傳感器/執(zhí)行器(如測(cè)量值)收集I/O信號(hào)或IO-Link信號(hào)
全面診斷傳感器傳感器的選擇
進(jìn)一步傳輸數(shù)據(jù)→IO-Link，SIG200DI/DO信號(hào)轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場(chǎng)總線(Profinet等)或RESTAPI通信信息
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布線方案與成本比較
傳統(tǒng)方案：
模擬量傳感器需要配備特殊的屏蔽電纜，以減弱現(xiàn)場(chǎng)EMC影響造成的信號(hào)失真，屏蔽電纜的價(jià)格通常是標(biāo)準(zhǔn)IO電纜的四倍或更多
布線復(fù)雜，使用時(shí)間長(zhǎng)，容易出錯(cuò)。EMC影響和信號(hào)不穩(wěn)定經(jīng)常發(fā)生在外包布線后。需要額外的手動(dòng)檢查
需要通過(guò)AD轉(zhuǎn)換，存在信號(hào)失真
SICK方案：
IO-Link數(shù)字導(dǎo)出，采用標(biāo)準(zhǔn)IO電纜，接線成本較低，而且數(shù)字導(dǎo)出不怕干擾信號(hào)，信號(hào)質(zhì)量高
無(wú)需數(shù)模轉(zhuǎn)換，直接導(dǎo)出數(shù)字量，減少信號(hào)失真問(wèn)題
一臺(tái)網(wǎng)關(guān)最多支持8臺(tái)IOLink傳感器，接線簡(jiǎn)單，接線方便，傳感器出錯(cuò)容易檢查。
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調(diào)節(jié)與更換
傳統(tǒng)方案：
傳感器出錯(cuò)后，需要人工檢查和重新調(diào)整，停機(jī)維修費(fèi)用高，
有些工廠的環(huán)境比較極端，人工介入維護(hù)對(duì)人體造成損害
更換傳感器時(shí)，手動(dòng)調(diào)整更容易引入操作誤差
SICK方案：
通過(guò)大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，可以直接將傳感器數(shù)據(jù)上傳到云端，制定相應(yīng)的維護(hù)計(jì)劃
實(shí)時(shí)監(jiān)控傳感器狀態(tài)，可根據(jù)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)，降低意外關(guān)機(jī)成本
更換傳感器可以直接從云端下載配置參數(shù)文檔，無(wú)需人工調(diào)整，即插即用，省時(shí)省力
可以復(fù)制傳感器參數(shù)，可以復(fù)制到其它傳感器，快速批量調(diào)整
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方案總結(jié)
IO-Link是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)字通信。與傳統(tǒng)的模擬量信號(hào)相比，它不容易受到外部影響。它還可以消除模擬量中數(shù)模轉(zhuǎn)換引起的信號(hào)失真，而無(wú)需使用屏蔽電纜。同時(shí)，IO-Link信號(hào)可以遠(yuǎn)程讀取傳感器參數(shù)，也可以遠(yuǎn)程監(jiān)控和設(shè)置傳感器
傳統(tǒng)模擬量：
傳輸線路容易受到影響，需要使用屏蔽電纜
測(cè)量值需要多次數(shù)模轉(zhuǎn)換，容易造成數(shù)據(jù)失真
IO-Link信號(hào)：
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，不怕影響，不需要使用屏蔽電纜
直接導(dǎo)出數(shù)字量，無(wú)需轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)更可靠
雙向數(shù)據(jù)通信，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控傳感器的狀態(tài)，也可以遠(yuǎn)程調(diào)試傳感器
開(kāi)關(guān)量與數(shù)字量一起使用，無(wú)需更改接線
SICKIO-Link-SIG350&SIG2000
SIG350產(chǎn)生了工廠自動(dòng)化和物流自動(dòng)化
簡(jiǎn)化裝配線的安裝工作
通過(guò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化來(lái)預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)，減少停機(jī)時(shí)間
多個(gè)傳感器和執(zhí)行器的高效集成
