2018年5月29日
工业I/O设备的作用一直在不断变化，因为工业在不断变化。多年前，只有少量的专有协议;这些协议被开放协议所取代;今天，以太网在工业部门中越来越受欢迎。Wago自动化经理Derek Lane表示:“尽管工业以太网越来越受欢迎，但它还远远不是一颗神奇的子弹。”事实上，工业自动化不太可能只有一个单一的标准，这不仅是因为市场上有各种各样的相互竞争的协议，也因为每个业务对它们的I/O要求不同的特性。必威bet“例如，以太网在短距离内可能更快，但在任何超过100米的地方传输信号将需要额外的增强。然而，有一些现场总线可以在1200米的电缆上传输，而没有任何信号衰减，因此统一I/O标准的想法可能还需要几年的时间。”传统上，过程自动化体系结构涉及一个单一的大型主控制器，控制顺序、运动和I/O。然而，这样的系统可能会使更换生产线或增加或减少产能变得很费力，随着如今生产线越来越多地需要在更短的时间内生产更小的批次，对更自动化解决方案的需求是显而易见的。Lane表示，满足更大生产线灵活性需求的一个很好的解决方案是使用分布式控制——也被称为模块化自动化——它依靠更小、更经济的控制器将任务细分为更易于管理的模块。这些模块配备了自己的智能来执行任务，对主控制器的依赖较小，并且可以在不影响周围其他人的情况下更改或调整过程的部分内容。“在整个工厂中分布智能设备，可以将更多的数据发送回控制室，这可以促进更有效的预测性维护，并提供更多的优化机会。这就是工业4.0的精髓。”这种解决方案允许生产线的某些部分以较慢的速度运行以减少能源消耗，或以较快的速度运行以缓解瓶颈，而不需要对整个生产序列进行冗长的重新编程。智能I/O的使用允许更智能、更敏捷的流程，不仅可以将流程和设备数据通信到控制室，还可以与工厂内的其他设备通信。莱恩还发出了警告:“新的技术能力也带来了新的挑战，越来越多的设备现在正在使用云，如果它因为任何原因无法访问，这将是一个问题。安全性也成为一个更大的问题。下一代智能设备可能会为生产力、效率和可靠性带来巨大的新机遇，但目前硬连线、闭环系统仍有一席之地。”适合用途西门子过程工业和驱动I/O产品营销部门的Alexander Kessler表示，分布式I/O用于从工业车间获取关键数据，目前的创新旨在使其适应数字企业带来的日益增长的需求。必威官方登陆他表示:“由于数字企业中的自动化需要能够自我组织和优化，设备必须拥有智能和绝对透明的信息寻求行为。”远程I/ o记录测量数据，并将信号从自动化系统转发到执行器。速度和灵活性是必要的，以实现最高可能的透明度的机器和工厂状况-关于诊断，能源和质量数据。“除了这一要求之外，对测量技术的需求也在不断增加，特别是当涉及到用于收集更高质量数据的模拟测量传感器时。与此同时，智能传感器的集成，例如通过IO-Link，正变得越来越重要。”“整合价值链上的工作步骤是为了在工程、诊断和维护期间为用户提供支持，无论是为了避免布线错误还是为了集中分配网络地址。I/ o的故障诊断必须允许立即纠正可能的错误。在最好的情况下，生产需要能够继续运行。”据说SIMATIC ET 200分布式I/O有助于确保工厂的透明度，在详细的诊断、参数、识别和维护(I&M)数据的辅助下，工厂状况可以完全虚拟检索。大多数ET 200系统还具有IO-Link主模块，用于连接相应的传感器和执行器。这就在更靠近传感器的地方创建了更大的透明度。除能源数据采集模块外，还可提供模拟和数字信号高频采样模块，也具有自动缩放功能。工厂透明度也是整个价值链无缝整合和数字化的先决条件。如果能够创建产品和生产的完美数字副本——数字双胞胎，就有可能在完全虚拟的环境中运行模拟、测试和优化，这将大大减少物理生产的调试时间，从而有助于加快上市时间。灵活性、效率和质量可以在操作中提高，这是满足日益个性化的客户需求的必要条件。随着速度和精度成为数字企业重要的计量要求，现在需要更多具有更高测量速率和分辨率的模拟终端。ET 200MP和ET 200SP分布式I/ o包含快速采样率和高分辨率的模块，使非常低的容错成为可能。”Kessler继续说道。为了实现非常快速的控制，开发了具有短延迟时间的高速接口模块。仅使用等时模式，就可以在全网络范围内同时捕获I/O数据，几乎没有抖动。ET 200SP高速接口模块具有125 μ s的循环时间，可以用于非常快速和精确的控制任务，如液压机的控制。结合相应的控制器，质量数据的快速评估是可能的。“如今，工业4.0应用所需的领域数据在控制器中进行处理。在未来，可以想象的是，实际生产过程中不需要的测量值和数据将直接转发到云端进行处理。凯斯勒说:“这种情况的几种可能性已经存在。例如，SIMATIC S7-1500控制器可以直接将数据发送到MindSphere，这是一个基于云的开放物联网操作系统。用于此目的的路由器和网关也直接连接到更高级别的IT系统或云。现场数据交换工厂自动化的生产链通常由来自不同制造商的产品组成。图尔克工厂自动化系统产品管理总监Olaf Ophoff表示:“直到最近，这类生产线中机器之间的数据传输通常都是通过I/O耦合实现的，并且限制在少数位。”“然而，向智能和预测性生产链的发展，要求机器和控制器之间交换更多的信息，而不是简单的‘产品准备转移’或‘中转站准备接收’信息。“运营商通常使用基于条形码或RFID的识别系统进行数据传输。然而，对于许多产品类型来说，这是太昂贵和根本不可能的。当要连接的两台机器使用相同以太网协议的控制器时，使用具有IP20保护的传统以太网网关。这些必须连接到控制柜，因此需要长时间的电缆运行。”图尔克公司开发了一种新的I/O块模块，保护等级达到IP67，首次实现了两个以太网网络直接在现场进行数据交换，而不需要控制柜。坚固的TBEN-L扳手是一种坚固的ip67级块I/O模块，可替代机器的最后一个I/O模块，并作为生产线上下一个控制器的第一个从控制器。与传统的IP20以太网网关解决方案相比，这可以减少成本和布线工作量。“通过该产品，我们将控制柜向现场又迈进了一步，实现了智能生产过程的数据传输，甚至超越了单个以太网网络的限制，”Ophoff说，“当机器安装在客户那里时，还可以节省时间。通常只需要现场总线或以太网系统运行一根通信电缆和电源，以连接I/O级别到控制器，而不是运行几根单独的电缆到控制柜。外围与远程I/O技术的连接可以在机器构建器中提前完成，因此将始终反映模块化机器构建的程序。除了I/O技术，图尔克还提供IP67 PLC控制技术。”“图尔克一直在把去中心化从控制柜进一步带到现场，”Ophoff继续说。由于TBEN-L扳手可以在主板与主板之间双向交换数据，因此不需要控制柜。因此，数据交换在操作发生的地方进行——直接在机器连接的领域进行。扳手充当两个控制器的从控制器，从而实现直接的主-主通信。数据随着产品通过扳手从一台机器移动到另一台机器。这使得信号和数据流可以在生产线上进行分支—完全符合工业4.0的原则。“图尔克一直在把去中心化从控制柜带到现场，奥夫夫继续说道。由于TBEN-L扳手可以在主板与主板之间双向交换数据，因此不需要控制柜。因此，数据交换在操作发生的地方进行——直接在机器连接的领域进行。扳手充当两个控制器的从控制器，从而实现直接的主-主通信。数据随着产品通过扳手从一台机器移动到另一台机器。这使得信号和数据流可以在生产线上进行分支—完全符合工业4.0的原则。
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