什么是智能传感器

自动化领域所取得的一项最大进展就是智能传感器的发展与广泛使用。但究竟什么是“智能”传感器？下面，来自6个传感器厂家的专家对这一术语进行了定义。

据Honeywell工业测量与控制部产品经理TomGriffiths的定义：“一个良好的'智能传感器'是由微处理器驱动的传感器与仪表套装，并且具有通信与板载诊断等功能，为监控系统和/或操作员提供相关信息，以提高工作效率及减少维护成本。”

图1：智能传感器，像这种带有AS接口通信的感应式位置传感器，可减少系统中的传感器数量。内部诊断功能使传感器能提供故障的预指示。（图片由Pepperl+Fuchs公司提供）

图2：根据IEEE1451，传感器被分为两部分：带传感元件、适当的信号调理电路以及A/D转换器的智能传感器接口模块（STIM），和传感器电子数据表（TEDS）——一块标明传感器类型、组成与型号、校准参数及比例系数等内容的存储器芯片。STIM与具有联网能力的应用处理器（NCAP）相连，而NCAP为通信网络提供接口。（图片由美国国家标准与技术协会KangLee提供）

无故障通信

“智能传感器的优势，”GEFanuc自动化公司控制器产品经理BillBlack说，“是能从过程中收集大量的信息以减少宕机时间及提高质量。”MTS传感器公司Temposonics（磁致伸缩位移传感器）产品经理DavidEdeal对此补充说：“分布式智能的基本前提是，在适当位置和时间拥有有关系统、子系统或组件的状态的全部知识，以进行'最优的'过程控制决策。”

Cognex公司Checker机器视觉部产品营销经理JohnKeating继续补充说，“对于一种真正的'智能'（机器视觉）传感器，它应该不需要使用者懂得机器视觉。”

智能传感器必须具备通信功能。“最起码，除了满足最基本应用的反馈信号，'智能'传感器必须能传输其它信息。”Edeal表示。这可以是叠加在标准4-20mA过程输出、总线系统或无线安排上的HART（可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议）信号。该领域正在增长的因素是IEEE1451——一系列旨在为不同厂家生产的传感器提供即插即用能力的智能传感器接口标准。

诊断与程序

智能传感器可对其运行的各个方面进行自监控，包括“摄像头的污浊，超容忍限或不能开关等，”GEFanuc自动化公司的Black说。Pepperl+Fuchs公司智能系统经理HelgeHornis补充说，“（除此之外），还有线圈监控功能，目标超出范围或太近。”它也可以对工况的变化进行补偿。“'智能'传感器，”Omron电子有限公司战略创意总监DanArmentrout表示，“必须首先能监视自身及周围的环境，然后再决定是否对变化进行自动补偿或对相关人员发出警告。”

很多智能传感器都能重装到控制现场，通过提供“可设置参数，使用户能替换一些'标准'传感器，”Hornis说道，“例如，典型的传感器一般都设置为常开（NO）或常关（NC），而智能传感器则能设置为以上任何一种状态。”

智能传感器拥有很多优势。随着嵌入式计算功能的成本继续减少，“智能”器件将被更多地应用。独立的内部诊断功能可避免代价高昂的宕机，从而迅速收回投资。