智能工厂—基于开放自动化的新时代

开放式自动化是一种基于数字化的解决方案,可为工厂提供一个可自由扩展的云平台。其集成了面向智能制造的开放编程接口,可轻松集成用于生产和称重应用的第三方应用程序,如称重核验、控制器功能或质量控制。

使用智能传感器、称重传感器和测量放大器是实现开放式自动化的关键。通过固有的智能组件,“开放接口”或“边缘计算” 等功能,实现高效和有针对性的数据处理。本文讨论此类系统的需求,重点讨论软件集成。

优化流程,降低成本,从而提高产量

工业4.0和工业物联网的出现,给现代生产带来了深远的影响。更好的过程控制提高了产量和质量,并可在生产早期阶段发现和解决质量问题。通过有效的生产监控,更容易识别潜在问题并进行质量改进,在提高产品质量的同时提高产量。在称重和包装应用中,可将生产时间减至最少,同时满足法律上的苛刻要求。

智能测量链还可检测生产设备关键材料磨损状况,帮助规划设备维护计划,减少机器停机时间。

在当今的生产环境中,PLC应用程序正越来越多地被软件甚至基于云的应用程序所取代。正如物联网目前正由亚马逊、eBay、Facebook、谷歌、Instagram、LinkedIn、Spotify、Twitter或WhatsApp等平台推动一样。

语音控制,与电子邮件、应用程序的集成,以及其他自主创新解决方案示例

这种新的开放性带来了创新的、用户友好的解决方案,比如语音和聊天控制,或者集成到电子邮件中。通过开放IIoT平台,Alexa或Cortana等语音和聊天控制器可以根据请求提供生产机器状态信息。并可以集成到Outlook和其他电子邮件程序中,显示生产状态或直接生成报表。以及发送基于存储的限值或错误和停机的报警通知。

智能硬件的应用—边缘计算

现代测试和测量设备以及工业4.0智能工厂的一个重要因素是,传感器或测量放大器等测量部件具有固有的智能性,可以对数据进行预处理。

尽管工业 4.0 和 IIoT 通常与云解决方案直接相关,但硬件同样不能被忽视。现代解决方案注重易用性。例如,使用现代设备不再需要深入的编程知识就可以轻松实现。这一变化与移动电话的变化不相上下,从最初纯粹的实用性,没有任何特殊功能,只提供有限的可用性,到可提供直观界面并且简单操作的多功能工具。还有另一个转变正在进行中,从任务编程到仅需进行参数设置。例如,HBK 智能测量放大器ClipX、DSE-HIE、PMX和WTX 已内置计算通道(“边缘计算”),无需编程,只需配置即可。这既减少了所需的时间,也减少了实现过程中潜在的错误来源。

数据处理与应用程序匹配

基本原则是:数据应该在最有意义的地方处理。包括历史数据以及需要进行长期分析的数据。智能系统既需要存储能力,也需要计算能力,应该被云解决方案覆盖。

然而,尽管云有很多好处,但它并不是适合所有应用程序的解决方案。例如,需要非常低延迟时间的关键数据应该在本地进行处理,以确保快速响应,例如设备启动与停止。这类解决方案被称为“边缘计算”,与云计算共存。

通过适当的协议确保交互性

使用合适的协议对于创建易于扩展的高效系统至关重要。专有或非广泛使用协议的解决方案最初可能会更便宜,但从长远来看不会有高回报。为此,OPC基金会开发了独立于平台的数据交换标准OPC-UA(Open-platform-Communications-Unified-Architecture),确保了工业通信的数据交换 -不依赖于制造商、设备的编程语言和操作系统。该协议还支持机器可读语义形式交换。

OPC基金会还为制造业和过程工业的应用定义了特殊的配置文件。例如,为称重应用开发了一个系统图、规范,其包括了特殊要求和工作方法以及法律规范。因此,该软件就像一个模块化系统,可以快速方便集成到应用程序中,节省大量时间。

基于用户层级和访问身份验证和加密机制提供了高级别安全性来保护传输的数据。该协议为使用UDP、AMQP或MQTT的各种应用程序提供了基于TCP或HTTPS的客户机-服务器模型以及发布者-订阅用户模型。因此,制造商必须确保交付设备交付的数据安全性。

开放的接口支持一个整体解决方案—API和驱动

物联网的另一个趋势是开放API,以促进不同制造商应用程序之间自由交换数据,使用开放用户编程接口(API–应用程序编程接口)。

HBK 工业测量放大器提供了一个对象目录。基于密钥或命令列表,可以读取或更改设备的所有对象,例如,通过TCP/IP套接字连接或现场总线通信。这为设备设置和完全远程控制提供了坚实的基础,而无需使用内置web服务器。

采用 C/C++ 和 C#语言的设备API

为通过对象目录,可使其集成到特定软件应用程序中,制造商需要开发了.dll文件形式的API,使放大器能够很容易地集成到新的环境中。其可从HBK网站上免费获得,Windows版本为.dll文件,Linux版本为.so文件。由于.DLL/.so文件是用C++语言开发的,所以集成到C语言项目中需要使用C语言接口,。因此,可以在自己编写的程序中,可非常容易方便地访问这些设备,并根据需要进行控制。读取或更改所有设备参数。

应用实例: 称重传感器生产基于web 质量控制

如何将多类设备尽可能容易地连接到新的IIoT平台?对于工厂经理来说,这是一个至关重要的问题;因此,平台供应商必须能够提供简单的解决方案。例如,连接试点机器不得超过三天,包括通过适配器与规划软件(ERP)联网。为了将设备上的大数据实时转换为可用的智能数据,需要通过边缘或云计算进行高性能数据处理。其目的是在车间所需的所有计算机上创建数字镜像,使生产经理和工人能够虚拟地分析和优化操作条件。

HBK 也对自己工厂的自动化生产流程进行优化。例如确保扭环型称重传感器(RTN)专用炉的正确温度。

在自动化之前,温度曲线是用模拟线记录器打印出来,然后由员工使用模板将其调整到目标值。为了实现这一步骤的自动化,避免人为错误的调整,熔炉配备了五个Pt100温度传感器,每个传感器连接到一个ClipX。所有的 ClipX 放大器通过内部总线互连,保证了信号的同步性。

为了进行评估,数据通过 REST 协议发送到 Bosch Nexed 生产性能管理器(PPM),并自动与目标曲线进行比较。如果偏差超过设定的增量,则会触发报警信号,并对潜在的错误进行纠正。

结论-从数据中获得附加值

IIoT 可以帮助公司充分挖掘数据价值。为了实现这一点,需要一个网络化的基础设施、高效的数据管理和支持云应用程序。软件应用在自动化行业中的影响越来越大。开放式自动化和开放式接口带来了极大的自由:根据要求,程序员可以无缝集成现有的IT系统和数据管理、质量保证或预测性维护等应用程序。

工业 4.0 是基于软件的网络、控制、分析和数据处理系统,设备组件需要与软件工具一起使用,因此必须具备全面的兼容性和交互性。工业4.0的实施使生产和校准过程更加安全,它们可以通过内部网和互联网在工厂内部和世界各地联网。

HBK提供了多种选择,可以将其硬件连接到各种知名的软件应用程序,还提供了开放接口,可以单独集成到云应用程序中。HBK放大器支持多种协议兼容,因此易于集成到现有网络和新的应用和网络中。

联系我们 如果您希望与HBM联系,无论是技术问题还是希望进行商务合作或者是产品咨询,我们都将为您服务