从20世纪70年代到本世纪末，集中式可编程逻辑控制器一直是自动化驱动改进的焦点。一致性和可重复性是游戏的名称。在那时，软件和通信协议是衡量自动化有效性的一个常见区别。这些系统的主要好处是在过程本身建立更高水平的一致性和效率。
传感器是这些系统的一个组成部分，但与今天相比，它们的作用是有限的。他们基本上是告诉他们的主机PLC发生了一些事情。例如，“发动机缸体在这里。这个洞已经钻好了。钻头缩回去了。”
今天，传感器的作用发生了巨大的变化。传感器所做的不仅仅是向PLC发送是-否或开关信息。无论生产过程是自动还是半自动，传感器和射频识别(RFID)技术现在正在推动质量控制过程。
传感器和RFID的巧妙应用使防错误过程成为可能，这与生产过程的整体逻辑和结构一样重要。它们为供应链提供了重要的数据，被认为是降低成本和改进流程的最有效的方法。传感器是自动化生产系统的主要控制部件，实际上可以提高产品本身的质量。现在，传感器可以用来告诉PLC情况如何，产品和部件是否符合规格。此外，它们提供这些信息作为制造过程中每个步骤的组成部分，而不仅仅是过时的质量检查。
同样，RFID - 内部和自动化岛之间 - 提供了一种跟踪的方式，而不仅仅是发生了什么，而是正确的事情。RFID记录出现问题的地方，以及需要做些什么来纠正问题。今天的制造不仅仅是建立优质产品。合适的产品必须按正确的顺序排队，并在时间后的时间内交付。
plc对整个过程效率有直接影响，而传感器对产品质量有直接影响。长期以来，传感器已经证明了其在排队执行基本自动化任务时的有效性，但它们现在越来越多地用于防错误。新技术使传感器能够成功地与视觉系统等更先进的防错设备竞争。传感器驱动的防错，通常与RFID相配合，提供了一种简单而有效的方法，以确保零件存在并在正确的方向进行加工。
主动纠错解决常见的生产问题，如:
- 零件安装错误(如螺栓尺寸错误)。
- 颜色不匹配（例如，错误的修剪件）。
- 缺少部件(例如，垫圈未安装)。
- 紧固不够(例如，扭矩不够)。
- 润滑不足。
- 产品不当。
- 产品交付顺序不一致。
传感器提供标准化输出，是离散的(是-否)或模拟的(测量或位置)。集成主动防错包括确定传感器的正确使用和所需的防错水平。一般来说，传感器要正常工作，必须具备一定的条件。零件需要被良好地固定，要么包含在一个夹具中，要么能够被带到一个能够保持所需公差的检验站。每个部件需要有一个可管理的检查点数量，以便通过合理数量的传感器来验证所需的参数。最后，零件上的细节位置必须相对于传感器保持在一个恒定的位置。
传感器在装配中的应用
在装配自动化中有广泛的传感器技术。
感应式接近传感器是传感器世界的步兵。相对简单，离散(开关)装置，感应式接近传感器可以确定一个部分或孔的存在或不存在。它们还可以检测或确认特定的特征。感应“代理”是稳健的，运行稳定，可靠和准确的。它们可以承受很宽的温度范围，是最容易部署的传感器之一。如果被检测的目标是金属，那么感应代理就很难被击败。
离散光电传感器可在通束（通电对），逆向反射（与可靠的目标，反射器）和漫反射（自包含发射器接收器对）模式中提供。全部可用于检测金属和非金属组分的存在。
最常用的光电传感器产生红色、红外或激光发射。使用哪一种取决于应用程序。激光传感器提供了更可控、更精确的光束。红光发射传感器很容易安装。红外发射器具有最大的超额增益，或通过烟，油，雾或蒸汽的感知能力。
当一个简单的、固定的yes-no响应不足以成功装配时，模拟传感器可以提供额外的数据以防错误。模拟传感器以模拟信号的形式提供部分位置信息，直接与控制系统接口，允许实际测量和无限变化的是-否的决定。此外，一些模拟传感器提供一个或多个离散输出。
模拟传感器还提供连续的电压输出，用于零件的精确测量、测量和定位。电感和光电技术的几种模型提供离散设定点，可以在传感器的传感范围内的任何地方编程。该功能可以帮助在单个传感器中建立“去-不去”参数，以及位置反馈。
基于激光的传感器在防错应用中提供更高的精度、易用性和成本效益。激光传感器通过漫射技术检测产品细节，有或没有背景抑制。它们也可以像光电传感器一样在穿透光束或反射模式下工作。波束中断版本是可靠的，准确的，并能够远程位置检测，而不考虑目标颜色。通过光束传感器可以防止错误的产品细节，无论是基于缺失的部分或部分形状差异。
容易看到的激光光斑通过突出一个特定的产品细节帮助操作员，并且在检测后告知操作员错误的位置特别有用。激光的远程能力使它们可以被放置在操作人员或移动工具周围，从而在更小的区域实现更多的探测点。此外，激光传感器提供的精度往往远远超过机器夹具所能提供的。机器公差越高，激光在操作中的表现就越好。
颜色传感器用于验证正确的颜色组件组装在正确的设备上。颜色传感器有各种各样的复杂性。在低成本方面，易于编程的传感器可以检测并在内存中存储三种颜色或颜色的阴影。这些解决了80%到90%的日常颜色传感要求发现在制造过程。
真色传感器非常适合高度专业化的应用，如汽车行业中的颜色匹配和在线车辆序列验证。在这种情况下，颜色传感器被调整来感知汽车内饰中常见的难处理的深色。这些颜色传感器能够学习三种独立的颜色，而不需要外部照明或控制器。传感器的设置是通过教授预期的颜色，然后为该颜色设置指定一个公差级别来完成的。狭窄的公差水平允许检测小的色度差异，而扩大公差允许可接受的色度变化，由于色度不一致。两种决策模式也可用于处理光泽或哑光表面。
紫外线追踪是防止复杂装配任务出错的最可靠方法，甚至比视觉系统更好。在UV追踪过程中有两个步骤。第一种是在零件上应用发光示踪材料。第二步是用紫外线传感器检测示踪材料。当传感器从示踪剂中看到一定亮度时，该部件已被确定。
UV传感器的优点包括可靠性，可容纳松散的固定部件，使用光纤电缆用于紧密的位置，简单的教学控制，以及与任何控制系统的兼容性。这样做的好处是，目标材料是肉眼看不见的，惰性的(没有化学反应)，对产品美学没有负面影响。当暴露在紫外线下时，许多润滑剂本身就会发光。事实上，许多发动机试验台和动力总成制造商在安装前使用紫外线传感器检测泄漏和溢出来确定润滑测试中的填充水平。
无论部署的传感器如何，应用专业知识都在有效操作时至关重要。事实上，巧妙地部署的传感器较小的传感器往往比应用更强大的传感器效果更有效。在各种几何配置中的管状，“平面包”和块式传感器可满足特定的机械和电气应用要求。这是熟练的机器操作员，维护人员和传感器供应商可以提高产品质量和装配线效率的巨大差异。与传感器供应商的密切工作关系可以支付股息。
传感器保护
预防停机时间的一个主要因素是保护传感器免受冲击损伤，以及在焊接单元环境中，保护渣和热。再一次，应用专业知识是延长传感器寿命的关键。撞击造成的传感器损耗比其他所有因素加起来还要多。事实上，绝大多数传感器过早故障是由系统或偶然的影响造成的。
如果传感器有危险的危险，则有五个基本补救措施：
- 使用更坚固的传感器。
- 使用相同范围的更小的传感器。
- 使用距离更远的不同传感器。
- 把传感器移开。
- 保护传感器使用掩体块，代理安装或其他策略。
传感器和焊接单元
热，特别是在焊接单元中发现的热，不仅是传感器的一个主要问题，而且对其相关的电缆和连接器也是如此。焊接过程中产生的热渣堆积和高温会降低传感器的性能，破坏未保护的布线和连接器。如果传感器和线路没有保护，它们不会持续很长时间。
在所有的制造过程中，将传感器与应用程序匹配是至关重要的。为了保证焊接单元正常工作，用于嵌套验证的感应接近传感器必须能够承受严格的加载冲击。涂层感应接近传感器可以防止焊缝碎片的堆积。它们还有助于在定期维护期间清除碎片。光电传感器必须具有通过烟雾和油性薄膜感知的能力(高过剩是必要的)。夹持传感器必须能够处理热量、碎片、冲击和振动。所有的东西都必须妥善地装上燃料、埋好、套好，以抵御最恶劣的环境，并增加机器的正常运行时间。
具有讽刺意味的是，有些设备可以达到这些目标，但它们并不总是以焊接单元结束。工程师们最好记住，更换未受保护的传感器平均每个焊接单元用户每月要花费6000到64000美元，这还不包括维护和机器停机时间。
金属成形的应用程序
同样的防错误原则适用于金属成型，正如它们适用于装配自动化应用。除了冲压零缺陷的完美零件，工程师想要保护模具免受损坏，防止模具锁住，并运行生产不间断。
用于装配自动化的同样传感技术也可以用于金属成形，但用途和应用不同。
离散传感器用于监控脱模器位置和脱模器进料，并检测导孔和特性。它们也可以用于模内的弹塞和零件外检测，以及防止双重打击。短程模拟传感器可以测量零件的弯曲角度和其他关键尺寸或特征，它们可以测量冲压平行度。它们也用于零件验证和零件检测独立的防错工作站。光电传感器可以集成测量精确的辊送，零件出，和段塞检测。
金属成型中的RFID可以确保正确的模段到位。在冲压过程发生之前，这保护在大型系统中的崩溃死亡。RFID还用于模具识别和跟踪，这对于拥有数百家常用模具的制造商来说是重要的。
RFID在错误校样中
如今，制造商经常需要在同一生产线上组装各种产品版本。必须识别，跟踪和传送每个产品的突出特征。这是由RFID系统有效地完成的，该RFID系统存储在永久地固定在构建托盘上的小数据载体上的构建数据。
基于传感器的RFID系统已被证明在加工操作中特别有用，其中数据包含在进出加工站的托盘上。在处理开始之前，数据载体装载了信息，这些信息将指导所有下游过程如何制作确切的部件。通过将构建信息与防错传感器检测到的信息进行比较，验证正确的加工。
构建信息可以分散地保存在每个托盘上，在控制系统中集中保存，或者在控制系统不干预的情况下直接作用。这些差异直接影响了控制系统和数据载体之间所需的通信方法。
当在控制系统中集中维护和参考构建信息时，可以使用简单且经济的并行，只需使用只读接口。该8位RFID接口直接连接到控制系统上的输入，显着降低集成时间。控制系统可以读取标签并从存储在数据库中的列表中提取虚拟构建表。
在组装过程中，RFID帮助制造商在同一条生产线上生产变体。这样的RFID系统可以匹配应用程序所需的复杂程度。它们可以是简单的“只读”8位并行系统，也可以是“读写”系统。在汇编开始之前，将生成信息写入数据载体。装配系统读取每个工作站的构建信息，以确定需要哪些装配和防错误操作。如果程序集需要测试，则可以将这些测试的结果加载到数据载体中以便后续存档。这些系统可以使用许多标准协议读写数据，包括ProfiBus、DeviceNet和以太网。
传感器和RFID技术也在合作，以减少返工过程中的错误。RFID标签位于组装或托盘存储关于产品已经做了什么和需要做什么信息。当一个问题组件到达返工区域时，RFID标签告诉操作员需要纠正什么。同时，标签可以信号控制器配置传感器和工具，如扭矩扳手，以执行纠正操作。随着空间定位软件和硬件的增加，工程师可以确保工具在正确的位置以正确的顺序被使用，因此正确的修理程序是唯一可以采取的行动。
在这种情况下，人类操作员成为执行器，由软件驱动，由RFID标签通知，并由传感器控制。
传感技术的下一步是什么
大多数离散传感器驱动的防错工作最好时，制造的部分可以自动定位检查。这必须以完全相同的方式进行，以便传感器能够针对零件的特定方面，以验证制造步骤是否正确完成。
基于视觉的检查通常要求更昂贵的设备以自动化方式模拟旧式的旧式或最终检查方法。另一方面，视觉方法能够在相对于相机检查各种态度中的部件，并同时检查多个属性，例如外观，存在，尺寸和定位。
传感器供应商现在正在提供更复杂的传感器和应用技术，这些技术正朝着视觉系统的方向发展。与此同时，视觉提供商正试图沿着曲线向离散传感器世界扩展。但是，不是技术的崩溃，一个新的技术层次正在发展，它结合了这两种技术的优点。现在，几乎没有视觉系统专业知识的工程师可以以较低的成本应用更高层次的传感，使这些新的光学传感器更容易应用于真正的防错误方案中。
这些新的基于视觉的光学传感器产品通过提供一种简单、实用和低成本的方法来防止错误的生产填补了空白。工程师可以同时检查一个产品的几个方面，一个设备有一个简单的配置界面，可以快速学习和使用。新型光学传感器具有简化的配置和多个检测和测量工具，提供比单一功能的“智能相机”或标准的离散传感器更多的信息。同时，它们避免了复杂视觉系统在成本、复杂性和所需的专业知识方面的陷阱，以实现可靠的防错。
这种基于视觉的新型传感器更像是智能传感器，而不是视觉系统。就像传感器一样，它被配置为查找部件或产品的某些属性，以确保产品的特定方面存在，并且该部件被正确配置。它甚至可以验证定位。
但是与离散传感器不同，光学传感器不需要待呈现的部分对每次检查完全相同的方式，从而降低了固定性成本。与离散传感器不同，它可以同时检查多个特性，从而通过取代几个传感器来证明其成本，每个传感器只能检查一件事。
与使用更传统的传感阵列不同，这些光学传感器还可以显著降低复杂性和防错成本，同时提高可靠性。这开启了一个全新的防错误世界，这是以前无法实现的，可以减少计划停机时间，使生产线转换更容易，更好地适应灵活的或“建造以适应”生产。
