標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)器將傳感器放在網(wǎng)絡(luò)上

加利福尼亞州阿納海姆 - 工程師們正在呼吁批準(zhǔn)其他標(biāo)準(zhǔn)，以便更輕松地聯(lián)網(wǎng)工業(yè)傳感器。在上周的傳感器博覽會(huì)上，OEM工程師和傳感器制造商都表示，對(duì)于行業(yè)來(lái)說(shuō)，確定兩個(gè)關(guān)鍵規(guī)格是至關(guān)重要的：IEEE P1451.3和P1451.4。

“這些標(biāo)準(zhǔn)將改變傳感器市場(chǎng)，”Janusz說(shuō)。 Bryzek，透明光學(xué)MEMS(加利福尼亞州弗里蒙特)的總裁兼首席執(zhí)行官。 “突然之間，工程師將能夠訪問(wèn)他們以前從未訪問(wèn)過(guò)的控制。復(fù)雜控制環(huán)路的實(shí)施將大大簡(jiǎn)化?！?/p>

建議的標(biāo)準(zhǔn)是現(xiàn)有IEEE-1451標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，對(duì)于'復(fù)雜的控制回路大大簡(jiǎn)化'是一種將傳感器連接到網(wǎng)絡(luò)總線的開(kāi)放方法。根據(jù)規(guī)范，傳感器將具有足夠的智能來(lái)識(shí)別自身并與任何類型的工業(yè)總線一起工作，包括以太網(wǎng)，Profibus，DeviceNet或任何其他專有系統(tǒng)。

最終，工程師希望傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠輕松地將數(shù)據(jù)放到互聯(lián)網(wǎng)上。當(dāng)然，工程師可以在不需要開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的情況下將其傳感器聯(lián)網(wǎng)。但這樣做意味著依賴于專有總線技術(shù)。因此，用戶不僅適用于雙線總線，還適用于傳感器，控制器和接口。

保持簡(jiǎn)單

IEEE 1451然而，換能器和其他傳感器的制造商不需要設(shè)計(jì)他們的產(chǎn)品以兼容現(xiàn)有的所有60多種工業(yè)總線。相反，該標(biāo)準(zhǔn)要求稱為具有網(wǎng)絡(luò)功能的應(yīng)用處理器(NCAP)的設(shè)備作為標(biāo)準(zhǔn)傳感器總線和專用網(wǎng)絡(luò)總線之間的接口。使用NCAP，傳感器制造商可以使用標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)計(jì)所有傳感器。

“這對(duì)換能器制造商來(lái)說(shuō)是一大進(jìn)步，”波音商用飛機(jī)集團(tuán)(西雅圖)飛行測(cè)試高級(jí)首席工程師Lee Eccles說(shuō)。 “他們中很少有人有資金出去支持50輛不同的公共汽車。這讓他們專注于他們的專業(yè)領(lǐng)域而不是整個(gè)工業(yè)市場(chǎng)?！?/p>

幾家大型供應(yīng)商加入了支持IEEE 1451并提供標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。 Hewlett-Packard公司(加利福尼亞州帕洛阿爾托)宣布將制造NCAP。 ADI公司(位于馬薩諸塞州諾伍德市)與傳感器制造商合作開(kāi)發(fā)了微型逆變器，這是一款16 MHz，12位和24位微控制器，可作為智能傳感器的板載智能。

使用微控制器，工程師已經(jīng)創(chuàng)建了標(biāo)準(zhǔn)的傳感器接口模塊，它們與早期版本的IEEE 1451中的NCAP接口。

“基本上，我們將網(wǎng)絡(luò)塊分成幾塊并放置“Eccles說(shuō)：”每家公司都在使用哪一塊網(wǎng)絡(luò)而不考慮使用哪種網(wǎng)絡(luò)總線。 “因此，傳感器制造商不再需要了解Profibus的細(xì)節(jié)。他不需要開(kāi)發(fā)50個(gè)不同的模塊和50個(gè)不同的接口來(lái)與每個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)一起使用?！?/p>

然而，1451標(biāo)準(zhǔn)化成功的關(guān)鍵之一是批準(zhǔn)了P1451.3和P1451.4擴(kuò)展。第一個(gè)提出的標(biāo)準(zhǔn)將提供更高的性能，主要是通過(guò)更大的帶寬。 P1451.3中的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議要求50-MHz性能，而早期版本要求約為1 MHz。

較新的系統(tǒng)還可以使多個(gè)傳感器通過(guò)傳感器總線與NCAP連接。同時(shí)，1451.4的進(jìn)步將適應(yīng)模擬傳感器，這反過(guò)來(lái)又允許用戶使用現(xiàn)有的工廠布線。

通過(guò)1451技術(shù)，工程師表示他們可以大大簡(jiǎn)化任何傳感器應(yīng)用的布線過(guò)程，并且可以在許多情況下獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。例如，波音公司計(jì)劃在波音777飛機(jī)上使用基于1451的系統(tǒng)進(jìn)行飛行試驗(yàn)。通過(guò)在所謂的壓力帶上使用新技術(shù)，波音公司的工程師可以測(cè)量777機(jī)翼頂部和底部表面的力。與Endevco公司(加利福尼亞州圣胡安卡皮斯特拉諾)合作設(shè)計(jì)的壓力帶沿其長(zhǎng)度每隔2英寸使用一次換能器。

通過(guò)將2,000個(gè)這些傳感器連接到網(wǎng)絡(luò)，而不是將每個(gè)傳感器分別連接到多路復(fù)用器，波音公司的工程師說(shuō)他們可以大大減少布線束的厚度。在過(guò)去的程序中，例如在747上，每個(gè)傳感器都離散地連接回飛機(jī)機(jī)身中的多路復(fù)用器。這樣做，747的機(jī)翼中的線束通常多達(dá)一英尺厚。傳感器的聯(lián)網(wǎng)可以將總束減少到直徑約半英寸。

“我們過(guò)去常常將飛機(jī)拉入飛機(jī)庫(kù)，需要三周的時(shí)間對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，然后再花一周進(jìn)行測(cè)量，”埃克爾斯說(shuō)。 “現(xiàn)在我們預(yù)計(jì)整個(gè)過(guò)程大約需要一周。而且我們將獲得更好的數(shù)據(jù)，并在此過(guò)程中節(jié)省數(shù)萬(wàn)美元。”

'Net beckons

仍然在繪圖板上計(jì)劃將傳感器數(shù)據(jù)移動(dòng)到互聯(lián)網(wǎng)上。一些公司正在通過(guò)開(kāi)發(fā)支持Web的工具為此做準(zhǔn)備。例如，Telemonitor Inc.(哥倫比亞，馬里蘭州)推出了支持Web的傳感器接口模塊。

“我們希望將互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議應(yīng)用于各個(gè)傳感器，以便每個(gè)傳感器都能識(shí)別網(wǎng)絡(luò)，”公司總裁羅伯特·約翰遜說(shuō)。

用戶相信網(wǎng)絡(luò)傳感器可以讓設(shè)計(jì)工程師在測(cè)試應(yīng)用中占據(jù)一席之地。 “如果當(dāng)?shù)氐母呒?jí)工程師想知道飛行測(cè)試期間發(fā)生了什么，他可以使用互聯(lián)網(wǎng)查詢換能器，”波音公司的Eccles說(shuō)。

工程師在上周的會(huì)議上概述了各種各樣的潛力應(yīng)用于1451技術(shù)，包括數(shù)字車窗傳感器，無(wú)線胎壓傳感器，智能公路傳感器和患者無(wú)線醫(yī)療傳感器。他們還描述了工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)中的眾多應(yīng)用。

一些專家認(rèn)為，IEEE 1451提供的技術(shù)可能會(huì)改變每年100億美元傳感器市場(chǎng)的功率平衡。 “目前，大部分收入來(lái)自傳感器公司的約20%，”透明光學(xué)MEMS的Bryzek表示。

“有了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，許多小公司可以更有效地競(jìng)爭(zhēng)因?yàn)橐坏┧麄冋业胶线m的市場(chǎng)利基，他們就可以更多地關(guān)注技術(shù)?！?/p>

支持這兩個(gè)提議標(biāo)準(zhǔn)的工程師表示他們希望在2000年底之前啟動(dòng)審批程序。