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数字升级

实施工业4.0主要是指建立工厂的数字轮廓,从而方便进行过程优化。
基本信息由许多安装用于机器控制的传感器提供。 凭借IO-Link技术,这些传感器能提供更丰富的数据,而不只是开关信号或模拟值。 Bielefeld的Starrag Technology GmbH是一家生产机床的公司,他们为机床配备了大量的ifm electronic的IO-Link传感器。

Starrag Technology为国际市场建造便携式铣床。

Starrag Technology GmbH的FOGS系列便携式加工中心是一款具备这些功能的机床。 它被用于机械工程以及航空和汽车工业,用于制造车身外壳部件等。 图中的机床用于加工航空工业中的底盘部件(起落架)。

这些精密机床要求传感器监测所有介质(例如冷却液和润滑剂、液压、机床温度控制)。 为了确保在全自动生产过程中机床具有最优效率,介质温度、压力值和体积流量都必须满足紧密公差。

带数字接口的传感器

IO-Link是一种基于24 V信号电平的坚固数字接口。它除了提供开关信号外,还支持通过常规传感器电缆与控制器进行双向通信。 传感器通过IO-Link将数字测量值和诊断信息发送给IO-Link主站,例如IO模块、网关或配备IO-Link端口的PLC。 传感器使用标准M12连接器连接。 不再需要屏蔽电缆和相关的接地。

Starrag Technology GmbH选择ifm electronic的流体传感器。 原因: 该传感器专家拥有最广泛的采用IO-Link技术的过程传感器。

远程传感器参数设置

IO-Link的一大优势是通过IO-Link连接电缆将所有必要的参数数据发送给传感器的能力。 当设置传感器时或随后在传感器运行期间以及根据特定的情形调整传感器时,可以将传感器参数数据(例如开关点、开关滞后、显示器颜色等)从控制器发送至兼容IO-Link技术的传感器。 客户获益: 在机器调试阶段,可以将先前设置的传感器参数快速、简单、可靠地发送至传感器。 必要时(例如小批量时),IO-Link支持在传感器上为不同的产品储存不同的参数组。 并且,凭借基于控制器的参数设置,可以利用IO-Link技术通过远程维护轻松实现后续的过程优化。 总之,IO-Link是工业4.0应用的关键技术。

双重数据备份

除了基于控制器的传感器参数设置外,1.1或以上版本的IO-Link还能确保在设备和IO-Link主站上进行双重传感器参数数据存储。 Starrag Technologies的电子建造和调试部门经理Dietmar Wallenstein说道: “IO-Link's的一大优势是后台进行的传感器数据自动备份。 每个传感器(设备)都自动将其参数组发送给IO-Link主站。 参数组将在那里映射并备份。 一旦传感器被更换,数据将自动更换至新设备。 参数数据将自动从IO-Link主站传送至IO-Link设备。 这大大简化了传感器更换操作,并可在发生故障时显著缩短机器的停机时间。 同时,还有助于减轻维护维修人员的工作负担。”

传感器参数设置错误将成为过去时。 更换传感器仅要求进行机械安装。 客户无需任何支持即可自行更换。 维护人员无需接受关于传感器参数设置方面的培训,因为参数设置会自动在后台进行。 因此,技术问题可以更快、更高效地得到解决。 这节省了成本。

测量值的无误数字传输

到目前为止,模拟传感器信号通过模数转换器进行数字化处理,并在PLC中调整量程。 这会导致实际测量值不准确。

然而,IO-Link技术使得传感器能向控制器提供数字测量值。 这排除了传输错误以及模拟信号转换问题。 数字传输的测量值可以直接在控制室显示。 传输的数值总是与测量值一致。 本地显示与PLC基于模拟信号推导出的数值不再有任何偏差。 此外,IO-Link还使得模拟信号干扰问题(例如由电磁场导致等)也不再存在。

两个测量值 – 来自一个传感器

ifm的现代过程传感器通常提供多于1个测量值。 Dietmar Wallenstein说道: “通常,一个传感器处理多于1个物理测量值。 例如,除了体积流量或压力外,还可通过IO-Link接口读取介质温度。 而在过去,我们需要两个传感器才能做到。” 这节省了硬件、接线和安装成本,因为只需要安装一个传感器,而不是两个。

诊断数据

除了过程数据外,IO-Link传感器还可提供关于设备状态的诊断数据。 示例: 液位传感器检测关键液位点,并发送相应信号至控制器。 光电传感器用于检测透镜是否脏污并自动发送相应信号。 压力传感器存储过程工艺中的最小压力损失和最大压力峰值信息,并汇总超出或未达到限值的次数。 该额外功能可以在执行状态维护时为用户提供决策支持。 关于状态的扩展信息能最大限度缩短代价高昂的停机时间,同时提高过程可靠性。

结论

配备IO-Link技术的传感器能提供高附加值。 Dietmar Wallenstein总结Starrag Technology的获益:

“每个人都在谈论工业4.0,Starrag当然也注意到了这一大趋势。 在机械工程设计方面,我们尤其考虑到了机器的数字升级。 所以,我们选择了IO-Link技术。 借助低成本的坚固接口,传感器能提供更多过程信息,并在随后进行高效评估和优化。 这是IO-Link的一大优势,同时也是一种有助于实现工业4.0的传感器功能。”

令人惊奇的IO-Link技术

IO-Link是一种独立于制造商的点对点通信系统,用于将传感器和执行器连接至自动化系统。 IO-Link系统包含一个IO-Link主站和多个IO-Link设备。 IO-Link主站代表与控制器或现场总线层级的接口,与相连的IO-Link设备进行通信。