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利用IO-Link技術為工業4.0賦能

更新時間:2023-05-15   點擊次數:240次

無論你是否已經做好準備,第四次工業革命終究會到來。制造業開始向數字化和自動化轉型,并且開始融入大數據、增強現實和虛擬現實以及機器人等技術。

據麥肯錫最新發布的一份報告顯示,通過部署自動化和分析等數字工具,預計相關企業在短短兩年內就能使毛利率增長30%。

而第四次工業革命的幕后推動者就有IO-Link。這是一種簡單的點對點通信協議,將若干個傳感器和執行器連接到一個IO-Link主站,然后再將這些信號轉換為工業以太網信息。這項技術可以用于工廠及物流自動化。

IO-Link使傳統傳感器搖身一變成為“智能"傳感器,并使這些“智能"傳感器能夠傳送多個參數。例如,采用IO-Link協議的傳感器可以實時傳遞實際溫度值,而不是僅發出“低溫"或“高溫"信號。

當部署IO-Link時,只需將一根線纜從IO-Link設備(傳感器或執行器)連接到IO-Link主站,然后,再由IO-Link主站通過以太網將現場I/O層提供的數據傳送到PLC系統或云系統。

IO-Link主站負責收集數字化輸入和輸出信號或者IO-Link信號,并將數據轉換為一個現場總線協議或IIoT(工業物聯網)協議,但隨著制造業應用程序的自動化程度不斷升級,對IO-Link主站的需求也在發生變化。

我們注意到,IO-Link主站在以下方面的需求不斷增長。

1、增加對監控和維護的關注度

在各種生產制造環境中,質量監控(檢查制成品的尺寸、重量和外觀)與預測性維護(實時跟蹤設備的健康、狀態和性能)都具有極其重要的意義,它有助于降低成本、預防意外停機以及提高勞動力利用效率。

 我們以帶透鏡的光電開關為例。你可能希望傳感器不僅顯示光電開關能否檢測到任何物體,還能顯示其透鏡何時需要清洗污垢。如果能夠實時提供這些信息,就不需要再費力安排雇員每隔一至兩個小時擦拭一次傳感器,從而節省了寶貴的人力和財力,并且可以重新安排雇員執行其他關鍵任務。

有了IO-Link,就可以通過IO-Link主站將這類額外信息傳輸到PLC系統或云系統,從而激活新型預測性維護服務,而這些服務是以前無法提供的。

2、縮短周期時間

IO-Link允許遠程監控傳感器信號和狀態警報信號,從而能夠快速發現和解決問題,以避免最終導致停機。

在優化生產制造工藝過程方面,自動化速度發揮至關重要的作用。IO-Link主站現在需要將內部延遲時間維持在低水平,使周期時間控制在大約1毫秒,從而能夠確保將IO-Link數據迅速轉發到PLC。

Belden的舊版IO-Link主站的周期時間約為7毫秒;但新IO-Link主站的周期時間可以比前幾代主站提高7倍。

3、對更多現場總線協議和工業物聯網協議的依賴性

為了支持集成,各個工廠正在跨廠使用不同的現場總線協議。目前市場以滿足小批量和定制/個性化需求為主,這種發展趨勢不僅要求提高靈活性和自動化,還要求連接到各種現場總線和工業物聯網應用程序。

IO-Link具有現場總線和廠商中立性:它可以連接現有的各種現場總線協議,比如PROFINET、EtherCAT、EtherNet/IP和Modbus TCP。為了能夠快速、可靠地向PLC環境傳輸數據,多協議IO-Link主站可以支持連接這四種現場總線協議中的任何一個。

為了促進云與傳感器在現場層面的直接通信,利用多協議IO-Link主站還可以選擇不同的工業物聯網直接通信協議,比如OPC UA、MQTT、CoAP和REST API。

4、對更多現場總線協議和工業物聯網協議的依賴性

由于各種應用程序需要消耗更多功率,因此電流輸出量也在不斷增長。但有些IO-Link主站在這方面的能力有限,只能為每個端口提供最多500 mA的輸出電流。而我們最新的現代化IO-Link主站可以為每個端口提供2安的輸出電流,從而能夠在不需要增加電源的情況下支持新興技術和新應用程序,這對大型執行器來說非常重要。

5、提高保護和安全效率

當IO-Link技術在一個金字塔結構中運行時,可以自上而下地提供保護,此時的安全性的。

首先,我們的IO-Link主站現在提供的安全保護能夠貫穿現場層面:傳感器,執行器和IO-Link設備。這項進步確??梢詫崿F安全的遠程維護和診斷,而不必擔心發生非法操縱數據或者非法使用系統等問題。

Lumberg最新推出的LioN-X系列結合了IO-Link主站和I/O模塊,它支持OPC UA通信協議,具有獲得ACHILLES認證的安全功能,每個端口具有高達2 A的電流輸出量,此外還有其他特殊功能。這些的功能特色令其他IO-Link主站羨慕不已。

LioN-X IO-Link主站搭載了多個基于工業物聯網和以太網的現場協議,是一種快速、可靠、安全的解決方案,可以在自動化生產設施中收集、轉換和傳輸關鍵數據。該系列產品具有優良的靈活性和多功能性,幾乎可以用于任何工廠自動化或物流自動化設施中。




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