隨著智能手機、平板電腦和筆記本電腦等工具的日益普及,Wi-Fi和藍牙等無線連接技術(shù)已成為人們?nèi)粘I钪胁豢苫蛉钡囊徊糠帧?/p>
無線技術(shù)也正在向自動化和制造領(lǐng)域進軍,盡管其發(fā)展速度和滲透程度在不同細分應(yīng)用有所不同。如今,無線連接技術(shù)被廣泛用于連接許多工業(yè)系統(tǒng)(如煉油廠和化工廠)中的傳感器,例如溫度傳感器、壓力傳感器、流量監(jiān)測器等。這些生產(chǎn)設(shè)施規(guī)模龐大,傳感器廣泛分布其中。隨著可靠無線通信接口的出現(xiàn),現(xiàn)在這些設(shè)備可通過無線方式輕松地聯(lián)網(wǎng),無需花費大量時間和成本進行物理連接。

無線連接技術(shù)在制造平臺中最常見的用途之一是無線人機界面 (HMI)。多年來,自動化和控制平臺供應(yīng)商都爭相開發(fā)無線HMI,以充實自身產(chǎn)品組合。
無線HMI能讓機器操作人員在工廠車間內(nèi)走動時保持對機器的實時控制,無需返回操作站就能立即響應(yīng)問題。無線HMI是連接到集成在標(biāo)準(zhǔn)高速自動化網(wǎng)絡(luò)接口(例如ProfNet和EtherNet/IP)中的無線接口設(shè)備上的。這些網(wǎng)絡(luò)還用于連接機器控制和自動化功能,如PLC、伺服系統(tǒng)、I/O和各種執(zhí)行器裝置。
現(xiàn)在艾默生的AVENTICS?還為自動化系統(tǒng)OEM制造商和最終用戶的無線連接技術(shù)選項添加了一個強大的無線模塊:無線自動恢復(fù)模塊 (ARM)。該模塊不僅能輕松調(diào)試和配置氣動閥門系統(tǒng),還能實時訪問氣動組件的診斷功能。

氣動技術(shù)是當(dāng)今自動化系統(tǒng)中使用最廣泛和最有效的技術(shù)之一。氣動系統(tǒng)久經(jīng)實踐檢驗,使用壽命長,并能低成本地添加各種運動功能,非常適合自動化系統(tǒng)。
艾默生等技術(shù)供應(yīng)商將智能引入這些廣泛使用的裝置,使氣動裝置越來越具有“智慧”,深受各大OEM制造商的歡迎。

氣動閥門技術(shù)在當(dāng)今的高速自動化機器和平臺中扮演著至關(guān)重要的角色。新的無線連接技術(shù)不斷涌現(xiàn),如艾默生AVENTICS? 無線ARM,助力簡化閥門系統(tǒng)的調(diào)試和配置,以及實時訪問氣動元件的診斷功能。
隨著傳感技術(shù)的進步,我們無需高額的成本就能更輕松地監(jiān)測這些氣動執(zhí)行器并獲取可操作的數(shù)據(jù)。氣動裝置現(xiàn)在與整個自動化系統(tǒng)聯(lián)系在一起,可以提供全方位、具有實用性的數(shù)據(jù)來改善整體設(shè)備效率 (OEE) 。
這些智能氣動技術(shù)所提供的實時的可行性數(shù)據(jù),方便機器操作人員和工廠工程師通過以下兩種方式開發(fā)數(shù)據(jù)價值:立即響應(yīng)氣動元件的問題,在其惡化或造成自動化系統(tǒng)停機之前進行糾正。
穩(wěn)健、高性能的氣動系統(tǒng),還為實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的預(yù)防性維護計劃奠定了基礎(chǔ);通過測量閥門的性能數(shù)據(jù),判斷氣動功能是否超出既定閾值,來實現(xiàn)更具預(yù)測性的維護計劃;以最有效的方式規(guī)劃元件維修和更換,可避免計劃外停機。

許多復(fù)雜的自動化系統(tǒng)都配備了大量的氣動元件,其中多數(shù)元件現(xiàn)在都集成了傳感器。如何采集和管理這些數(shù)據(jù)?主要氣動裝置供應(yīng)商正在部署先進的模塊化現(xiàn)場總線閥門系統(tǒng)作為物理接口,例如,部署艾默生的AVENTICS? G3系列電子現(xiàn)場總線閥門系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的硬連線解決方案,并將通信接口和輸入/輸出 (I/O) 功能集成到氣動閥組中。
G3平臺是一個可擴展的模塊化系統(tǒng),能輕松訪問其模塊組件;該平臺易于裝配、安裝、調(diào)試和維護。它支持全系列的自動化通信協(xié)議,包括EtherCAT、EtherNet/IP和ProfiNet等。這使PLC能更高效地打開和關(guān)閉閥門,并通過各種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與傳感器、指示燈、繼電器、各個閥門或其他I/O設(shè)備傳輸I/O數(shù)據(jù)。
艾默生 AVENTICS? G3 系列等先進的氣動現(xiàn)場總線閥門系統(tǒng)有助于簡化氣動閥門的調(diào)試、安裝,和更方便地集成到整個自動化系統(tǒng)中。它們支持更快的啟動和增強的診斷,有助于更早、更快地發(fā)現(xiàn)問題,從而延長設(shè)備正常運行時間,提高生產(chǎn)力。

艾默生的AVENTICS? G3系列電子現(xiàn)場總線閥門系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的硬連線解決方案,并將通信接口和輸入/輸出 (I/O) 功能集成到氣動閥組中。它是一個可擴展的模塊化系統(tǒng),支持各種自動化通信協(xié)議,包括 EtherCAT、EtherNet/IP、ProfiNet和其他協(xié)議。
無線自動恢復(fù)模塊(ARM) 為G3系列平臺添加了無線功能。模塊化的無線ARM經(jīng)過精心設(shè)計,可輕松地像“連接片”一樣,添加到現(xiàn)有的G3現(xiàn)場總線平臺中,方便實時訪問氣動元件的診斷功能,并簡化閥門系統(tǒng)的調(diào)試和配置方式。而這些正是許多自動化系統(tǒng)OEM制造商和最終用戶正在苦苦尋找的兩個先進之處。

無線ARM還為G3平臺提供了自動恢復(fù)功能,能夠自動存儲所有閥門配置數(shù)據(jù),因此在出現(xiàn)電源峰值或其他導(dǎo)致G3平臺失效的嚴重事件時,能自動重新配置更新的模塊,用戶無需借助筆記本重新配置。
氣動裝置的傳感器通過G3現(xiàn)場總線平臺聯(lián)網(wǎng),將數(shù)據(jù)經(jīng)由安全的Wi-Fi連接發(fā)送到基于Web的儀表盤上,方便我們通過任何智能手機、平板電腦或筆記本電腦輕松訪問。使用無線自動恢復(fù)模塊(ARM) 允許閥組在機器啟動之前進行全面調(diào)試和監(jiān)測;其中包括操作閾值設(shè)置和警報設(shè)置。
這就是無線接口如何通過內(nèi)部Wi-Fi接入點更輕松地支持現(xiàn)場總線平臺的診斷和調(diào)試功能的方法。這種無線訪問尤其適用于閥門安裝在設(shè)備內(nèi)部或者廠房高處等不易查看的系統(tǒng),大大提高了操作的便利性和效率。
當(dāng)現(xiàn)場總線模塊首次集成到整個自動化生產(chǎn)系統(tǒng)中時,該Web界面還可用于調(diào)試模塊的所有功能。操作人員可使用無線筆記本電腦或平板電腦來調(diào)試現(xiàn)場總線模塊的IP地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)地址等網(wǎng)絡(luò)功能,以及波特率等閥組設(shè)置。
自動化系統(tǒng)啟動并運行后,電壓、短路、模塊故障、開路負載故障,和分支故障的報警信息通知都會發(fā)送到基于Web的儀表盤上。這些報警信息都是可設(shè)置的,當(dāng)參數(shù)超出臨界閾值范圍,筆記本電腦或智能手機上就會收到相應(yīng)警告信息。
持續(xù)收集從氣缸、閥組、壓力傳感器到氣源處理系統(tǒng)等各種設(shè)備的性能數(shù)據(jù),方便操作人員掌握通過現(xiàn)場總線通信接口連接的所有氣動設(shè)備的運行情況,以及對生產(chǎn)期間產(chǎn)生的故障信息進行診斷。
借助這些報警信息,機器操作人員能詳細了解哪些設(shè)備或閥門組件可能正在接近故障閾值;從而為下一次的停機維護提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)。
顯而易見,將性能信息和診斷數(shù)據(jù)集中到網(wǎng)站儀表即可反映氣動系統(tǒng)特性。但是,最終用戶還可以將這些數(shù)據(jù)與來自PLC和其他傳感器的其他數(shù)據(jù)相結(jié)合,對整體自動化性能進行更復(fù)雜的分析。例如使用這些實時數(shù)據(jù)深入了解機器的生產(chǎn)力和能源效率。
發(fā)動機試驗臺能提供如此豐富和詳細的實時性能和診斷數(shù)據(jù),為諸多應(yīng)用帶來優(yōu)勢。正如大家所了解的,發(fā)動機試驗臺通常用于運行車輛發(fā)動機,直至達到其極限,以監(jiān)測發(fā)動機的整體性能。壓力傳感器是這些測試系統(tǒng)中的關(guān)鍵測量組件。最近,一家汽車制造商在使用其發(fā)動機試驗臺時需要選擇多個不同的測試氣壓。該制造商與艾默生合作,共同開發(fā)了一種占地面積小的緊湊型定制氣動解決方案,以解決當(dāng)前挑戰(zhàn)。
艾默生推薦了AVENTICS? 503系列方向控制閥。相比于同尺寸的其他閥門,該系列控制閥具有超高流量額定值,并配備Ethernet 接口的G3平臺、無線ARM和I/O模塊,以及帶氣源處理和流量控制的安全鎖定閥。這種一體式氣動解決方案結(jié)合超高流量和人性化的傳感器數(shù)據(jù)采集和管理方式,不僅適合機器安裝的封裝,還針對發(fā)動機試驗臺內(nèi)的氣動閥組集成了通信接口和I/O功能。集成壓力調(diào)節(jié)閥的氣動閥組能解決制造商選擇壓力的挑戰(zhàn),而無線ARM則使得制造商能實時訪問氣動元件的診斷功能。

無線ARM采用模塊化“連接片”設(shè)計,可與艾默生AVENTICS? G3系列電子現(xiàn)場總線閥門系統(tǒng)連接。G3系列平臺連接的氣動裝置的性能數(shù)據(jù)可通過Wi-Fi傳輸?shù)交赪eb的專用儀表盤上,使用智能手機、平板電腦或筆記本電腦即可輕松訪問。
除了無線訪問調(diào)試和診斷功能,無線ARM還具有自動恢復(fù)功能。每次現(xiàn)場總線閥組通電時,其配置和參數(shù)設(shè)置都會保存到無線ARM的非易失性存儲器中。
一旦出現(xiàn)電力峰值或其它嚴重損壞G3系統(tǒng)任何模塊的事件,模塊化ARM設(shè)備將自動回復(fù)閥組配置信息,而無需用戶通過筆記本電腦進行重新設(shè)置。ARM可自動保存所有的配置數(shù)據(jù),避免浪費時間并快速恢復(fù)閥組使用。
這種基于數(shù)字技術(shù)的智能備份功能是許多自動化最終用戶的關(guān)鍵要求:無需控制工程師通過PLC或筆記本電腦恢復(fù)和重新配置閥組信息,維護技術(shù)人員或機器操作人員就能輕松地進行更換來恢復(fù)閥門功能,也不必使用任何特殊工具或軟件。

無線ARM展示了一項關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)原理:使用先進的數(shù)字技術(shù),最大限度提高復(fù)雜自動化系統(tǒng)的正常運行時間和生產(chǎn)力。無線接口能簡化工廠車間人員或維護技術(shù)人員從氣動閥門系統(tǒng)訪問診斷數(shù)據(jù)的方式。用戶無需訪問機器網(wǎng)絡(luò)或下載專門的應(yīng)用程序,通過標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器就能安全訪問實時的可操作數(shù)據(jù)。
當(dāng)然,無線ARM并不是要取代用于閥門控制的高速有線自動化網(wǎng)絡(luò),如EtherNet/IP或ProfiNet等。相反,它為智能氣動閥門系統(tǒng)平臺提供了一個簡單的無線診斷接口,同時也是對集成到氣動系統(tǒng)中并不斷擴大的智能數(shù)字技術(shù)范圍的重要補充。
利用無線連接等成熟技術(shù)是艾默生持續(xù)投資于創(chuàng)新和先進思維的典范之一。其帶來的結(jié)果是,幫助制造商縮短停機時間,簡化閥門系統(tǒng)調(diào)試方式。此外,這些開發(fā)旨在為使用診斷和氣動設(shè)備性能數(shù)據(jù)進行分析以及進一步擴展工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIOT) 功能開辟一條途徑。