离散传感器：新应用催生新技术

　　参与嘉宾 
    
　　中铁电气化勘测设计研究院有限公司副总工程师 王术合 
    
　　山东法因数控机械股份有限公司技术中心电气设计工程师 李荣华 
    
　　北京莱姆电子有限公司总经理 张宗慧 
    
　　宜科（天津）电子有限公司总经理 李　虹 
    
　　广州施克传感器有限公司产品经理 易　娜 
    
　　广州施克传感器有限公司产品经理 丁　湘 
    
　　上海倍加福工业自动化贸易有限公司产品部经理 王　娟 
    
　　堡盟电子（上海）有限公司传感器经理 宋小刚  
    
　　离散传感器是机电一体化设备的重要组成部分，因为它是执行机构和控制器之间重要的信息传输桥梁，也是机电一体化设备的关键环节。近年来，轨道交通、风电等新兴行业的蓬勃发展也为离散传感器打开了新的市场，而诸如机床、包装等传统行业中所应用的离散传感器产品也出现了新的发展趋势。 
    
　　轨道交通：RFID技术与专用传感器前景看好 
    
　　在高速电气化铁道和城市轨道交通方面，如电扶梯、大型通风空调、屏蔽门、防灾报警系统（F A S）、设备监控系统（B A S）等都需要大量的离散传感器。中铁电气化勘测设计研究院有限公司副总工程师王术合举例说：“在站台屏蔽门系统方面，为了防止乘客被夹在列车门与站台屏蔽门之间，需要在门的两侧设置光电传感器，当乘客进入此区域后安全系统禁止关门；在高速列车系统方面，障碍物探测非常重要，一旦高速行车区段存在障碍物，乘客的安全会受到很大的威胁。所以，这也需要应用到离散传感器。” 
    
　　王术合介绍，相对于以上离散传感器较为传统的应用，近年来轨道交通行业出现了很多新的应用领域。众所周知，R F I D技术在一些行业已经有非常成熟的应用，但是在轨道交通行业，R F I D技术尚未工程实用化，王术合对这种技术的前景充满信心。他介绍，城市轨道交通是由很多线组成，而每条线路可能分属不同的运营公司，然而乘客需要在不同的线路中间换乘，所以地铁票费清分系统是非常需要的。目前我国采用的是数学计算方法，假设旅客的路径最短，根据排列组合和乘客在各线路乘坐路程长短将票费分配给不同的线路，然而这反映的并不是实际的情况，如果廉价的RFID代替现行车票，清分系统功能就会很容易实现。 
    
　　随着全国各大城市轨道交通项目的进行，用于隧道掘进的专用工程机械――盾构机也逐渐成为行业内关注的热点。王术合介绍说：“盾构机系统除了完成自己的工作外，还要避免开挖面的坍塌以及适应复杂地质状况等问题，因此离不开离散传感器。盾构机系统需要的离散传感器比较多，如注浆传感器，土压传感器、位移传感器等专用传感器，这些传感器对性能的要求比较高，如有的最高工作温度需要达到125℃的高温，同时精度要求也很高。”同时，在以人为本的社会中，人们更加关注生活的质量，一些与人身安全和乘客舒适度、基础设施安全相关等方面的因素，对推广离散传感器的应用非常重要。王术合说，目前市场关注点也逐渐集中在新型离散传感器对设备、系统，甚至整个行业技术进步的推进作用上。 
    
　　尽管国内轨道交通行业为传感器厂家带来了商机，但王术合强调，铁路系统是一个移动的系统，在抗震、耐受复杂多变的气候、抗电磁干扰、耐久性等方面都有特殊的要求。所以，用户买产品其实买的主要是“性能”。 
    
　　传感器功能的完善和机电一体化设备的整体功能提升是息息相关的，王术合建议，传感器厂家需要对具体的行业市场做调研。对于我国传感器行业来说，价格低是优势，但离散传感器的性能和质量与进口设备相比还有很大发展空间。因此，需要行业协会、生产制造企业和用户联系更紧密，通过新的机制共同推动离散传感器的发展。 
     
　　机床：应用于严苛环境下的离散传感器产品受到青睐 
    
　　山东法因数控机械股份有限公司技术中心电气设计工程师李荣华介绍说，离散传感器在机床行业的应用领域很宽，光电开关、接近开关、光栅等离散传感器产品都有应用。如机床上用行程开关做限位开关，来实现对机床运动部件的超程保护，也使用光电开关、接近开关等来实现一些检测、保护、反馈及状态确认等功能；光栅则被广泛地应用于数控系统的闭环控制， 以提高数控机床的加工精度；如果要求机床必须达到一定的安全保护等级，则必须使用安全开关或者光幕等等。由于离散传感器作为弱电设备，在机电一体化设备和系统中安装位置很多、安装的空间狭小、安装环境条件比较差，人们除了关注产品功能和体积外，更多地关注性能。尽管控制系统有冗余设计，但对离散传感器的性能要求还是很苛刻的。因此，离散传感器的可靠性和对恶劣环境耐受能力的性能指标还是非常重要的。 
    
　　李荣华指出，不同种类、不同类型的机床对传感器的要求也不尽相同。一般来说，机床对传感器的要求是可靠性和抗干扰能力要强；能够满足相应的精度和运行速度或响应速度的要求；使用维护方便，适合机床的运行环境。但不可忽略的是随着传感器产品的应用范围的增大以及机床使用厂家对机床不断提出新的应用要求，一些适用于严苛环境的传感器产品逐渐受到用户的青睐，李荣华介绍说：“机床的使用环境相对于其他行业来说更为恶劣，存在着比如振动、潮湿、粉尘、油污等影响因素，因此用户都希望它们具有极高的稳定性、可靠性和经济性。具备如耐高温、防腐蚀、抗电磁干扰等特性的离散传感器产品在机床行业的应用会越来越广泛。”

　　伴随着网络技术的不断发展，传感器可以通过一定的手段和工业网络甚至互联网连接，使传感器具备了更多的功能和更强的适应性。李荣华认为这也是减小恶劣环境干扰几率的方式之一，同时，网络互联也为离散传感器的发展提出了若干要求，如提高集成度、增强模块化设计意识、提高标准化程度等。