在工业应用中采用工业云通讯高精度放大器进行实时通讯

工业物联网 (IIoT) 是物联网(IoT)优化价值链,公司的纵向和横向联网至关重要。 网络保证了信息的统一交换,从而提高了增值网络所有参与者之间的有效合作。 它提供了机器,程序和工具的联合管理,以及产品加工状态监控或机器设备的维护需求。

数据与附加诊断数据相结合。 控制器将生产状态和质量参数报告给生产管理层,同时提供生产订单数据。 产品数量,版本和型号被发送到配置生产系统的控制器中。

自动化环境中的现场总线

现场总线保证所需的IRT,即测量和诊断数据总是以相同的时间模式发送。为此,数据传输中数据帧的固定范围被保留用于实时数据。这些数据帧的大小在过去非常有限。一方面,数据量相对较少,另一方面是数据传输网络速率较低。随着以太网技术的出现,尤其是千兆以太网的出现,发生了彻底改变。拓扑范围从1:1 扩展到全球联网的工厂和站点。以太网技术的主要优点是网络组件的高可用性。以太网已经在办公通信中使用了很长时间。并且安装也变得简单,因为网络节点可以使用线性,星型或混合方式进行互连。

现场总线选择

一般来说,所有现场总线都可以实时运行,周期时间范围从100毫秒到1微秒。这取决于所采用的现场总线。在加工工业中,100毫秒的循环时间是足够的,因为由于使用的方法,过程通常相当慢。但对于工厂自动化来说是远远不够的。往往需要10到1毫秒的周期时间。在运动控制中,如监测诸如旋转辊,驱动器等运动部件来说,需要几微秒的周期时间才可以确保安全操作。因此必须使用特殊的现场总线设备,如采用 IRT 协议的 PROFINET,EtherCAT,POWERLINK 或 SERCOS 总线。

下图显示的是全球使用的基于以太网现场总线状况:

全球使用的现场总线接口 (来源: HBM)

现代网络部件

HBM PMX 测量和控制系统 带有 PROFINET,EtherCAT 或 Ethernet / IP 现场总线,可将系统连接到生产级别。 当传感器和执行器连接到PMX时,可以实时监视并实时报告。 此外,PMX 可以对测试数据进行实时预处理。 另外,工厂控制器的负载的很大一部分可在PMX中预处理,以减轻生产负担。

云端系统

当系统数据集中存储并需要分布使用时,可以通过云解决方案(如Google地图),现在可以将其应用于生产。首先是规划批量生产控制和物料采购等特殊要求,并进行检测,发出信号并避免缺陷。这样生产将变得更有效率,更具成本效益,使大部分手动处理变得多余,并可按需定制服务。

需要新接口

然而,这样就需要一种新的接口,以便将生产中的规划和诊断数据有效地传输到云:OPC统一架构(简称OPC UA)- 也就是是OPC数据格式扩展,已被标准化并被批准为全球标准。

OPC UA是一种工业机器对机器通信协议。 OPC UA 是由 OPC 基金会开发的OPC规范的最新版本,与之前的版本显着不同,其能够使机器数据(控制变量,测量值,参数等)不仅可以传输,并可以以机器可读形式进行语义描述。

OPC UA 架构 (来源: Wikipedia)

益处

  • 新的网络和通信技术使流程简化并更加透明化。
  • 生产控制变得更加容易,因为自动化程度更高且可远程控制。
  • 不再需要部署大量的人力并进行员工培训。
  • 系统本身报告其“健康”程度,优化维护更方便。
  • 在IIoT中使用现代系统有助于降低制造成本,同时提高质量和产量。

HBM一直致力于实施这些技术。 在与达姆施塔特技术大学的联合项目中,学习工厂已经成功转变为使用 使用 PMX 的智能工厂

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