到目前为止,机器监控的作用还很有限。而工业物联网(IIoT)则为我们提供了一种全新的方式来获取和存取设备中的数据,从而帮助我们更好地理解这些信息的重要性,从而提高设备的效率。将这些信息与作业技术相结合,构成了一种智能化的自动化系统,它可以对远程装置进行监控和管理,预测性维护,并对流程进行最优,并最终为企业带来利润。
虽然自动化与智能化的自动化是相互关联的,但它们是不同的。自动化的核心是使用机械和技术,以增加生产的效率,并在减少成本的同时,增加生产力。增加智能部件是实现从传统的自动控制向主要的技术进步的一个重要步骤,在操作员和机器之间插入新的通信层,显著提高了投资回报率。
邦纳工程站在智能化自动化发展的最前沿,以一体化的方式研发高科技产品,让设备拥有“声音”,并能向使用者实时地传递大量重要的运行信息。在过去的55年里,一直致力于为世界各地的客户提供传感器,测量解决方案,照明和指示灯,机械安全产品,工业网络和互联技术,以及其它产品,为其 IIoT 产品组合提供了坚实基础。
数据驱动决策
智能化的自动控制不仅仅是一个传感器,它可以识别一个输送带上的对象,并且用一个指示灯告知操作员零件是否处于适当的位置。智能化的自动控制就是把传感器上的资料收集起来,然后转换成有价值的资讯,而不只是有没有零件。该数据可用于指导企业制定重要的生产计划,如材料采购时间,员工生产时间安排,设备维修计划安排,生产线升级等。
比如,在金属冲压操作中,由于数据智能化的限制,可以通过对以往不能获取的信息进行分析,从而对设备的可用性、性能、质量等进行分析,这些都是OEE的基本要素。品质及作业表现可藉由可算出有多少好零件的光感测器进行监测,并对氮缓冲器的压力进行分析,从而将低压与品质降低挂钩。设备的可用性可以很容易地被安装在马达的电力线上的一个电流监视感应器来监测。
在当前的监控数据中,也可以对装置的能耗进行追踪。通过把电流测量和供电电压进行综合,并对其进行一段时间的监控,工厂管理者就能更加精确地知道该装置的运行成本。这一数据不但能够表明哪个设备的运行是最经济有效的,还能为将来的装置做决定,只要将已有的装置维修费用与耗能更低的新装置相比较。
传统的大型制造商会邀请振动专家对电机、轴承进行月度或季度的检测,追踪检测结果,并尝试在故障发生之前主动纠正问题。另一些公司会定期维修,或者当设备出现问题时替换它们。然而,大量的传感数据可以被用来进行预测性维护:确定什么时候需要维护,并且设备出现故障之前主动解决这些问题。
另一个例子是利用数据来提高压缩空气系统的效率和正常运行时间。通过在压缩机电机上添加振动、温度和电流传感器,并在下游添加压力传感器,数据可以随着时间的推移进行分析,以跟踪趋势。若感应器侦测到电机的温度开始不正常的升高,便可将技术员送至压缩机处进行检查。或者,如果电机开始运行更频繁,系统压力变化太大,则可能是空气泄漏的迹象。技术人员能够及时跟踪故障,从而避免不必要的能耗和花费。
邦纳数据云端服务等云平台使得传感器数据能够通过可视化的方式进行远程存储和可视化。操作员也可以通过 email或者短信,在发现有任何变化后,立即向其发出提示,即时通知操作员任何检测到的更改。
远程监视是实现智能化自动化最大的好处。根据需要,完整的端对端IIoT解决方案可以通过有线以太网连接,通过蜂窝连接无线传输,还可以通过云端服务进行数据传送,这样就可以把需要的人和地点联系起来。即使使用者不在现场,也能根据实际情况作出生产和维护决策。这对改善风险管理很有帮助,比如可以远程监测长管线渗漏,或者是在阴暗肮脏的环境中追踪货物的准确位置。
为了实现智能自动化,邦纳提供各种集成了IO-Link的设备,这是一种行业标准的通信协议。该协议可让来自不同制造商的设备和软件之间轻松进行通信和共享数据,从而实现工业网络的无缝互操作性。因为邦纳的IO-Link设备也发送离散信号,所以可以使用标准的无屏蔽3芯M12电缆。这些现成的电缆套件成本低廉且易于快速安装,只需根据长度进行调整。标准化的布线也消除了接线和引脚错误,并减少了安装时间。
为简单设备更换IO-Link设备,不需要有丰富的技术知识。利用资料储存方式,传感器设备装置可储存于IO-Link主机的端口。即便是没有受过培训的操作人员,一旦传感器受损,也能迅速地将其替换掉。正确的设备配置将自动加载,新的感应器即可使用。不需要使用说明书,配置文件或者固件升级。
改进后的另一种降低成本的方法是,将被动接口块替换为可插拔式的光纤连接器电路板,这样可以简化连接,使工业控制器可以将所有的信号都送回到一个单一的网络上,该网络汇总和输出所有信号,通过一个单独的以太网连接到一个控制室。它减少了布线、成本、安装和调试时间、复杂性和允许更小的控制柜。几百条个人电缆到一个控制室可以被替换为六条光纤电缆。
如果不具备IO-Link装置,则可利用邦纳IO-Link转换器,将原有的硬件与IO-Link主站相连。这些转换器可以把各种讯号转换成IO-Link,让操作者可以存取感测器层级的资料,而不必重新设计那些昂贵又复杂的机器。
在邦纳的IIoT产品组合的核心是Snap Signal,一个能提供实用机械数据的模块化软硬件套件。数据信号几乎可以从任何制造商的任何新的或现有的来源捕获,并且转化成工业标准协定。然后,为了方便使用,可以把数据分配到本地,企业网络或者云端。这样就能完成并简化诸如数据采集,分析,以及可视化这些复杂的工作。因为Snap Signal可以整合在工厂内的所有传感信号,所以邦纳可以建立一个 I/O系统,充分利用新旧设备提供的丰富数据。
为了实现这一目标,Snap Signal利用设备的实时数据流,不管是离散的,模拟的,还是其它的。虽然这些设备类型之间往往是互不兼容的,但是转换器可以获取它们的数据流,然后把它们转化成匹配的工业标准,比如IO-Link或者 Modbus。该方法通过对多个传感器进行统一的标准化处理,使老的传感器能够很容易的进行整合,实现多个IIoT生态系统之间的无缝连接。
Snap Signal将性能数据与预测信息相结合。例如,监控罐中液体体积的雷达传感器可以通过容器侧面的指示器灯条显示该液位。当罐的液位很低时,连接的控制器可以设置整个指示器闪烁,通知操作员或向其他地方的操作员发送文本消息,通知他们需要填充罐以避免中断生产。将温度和湿度传感器与同一系统连接起来可以监控附近的机箱,确保它不会过热并导致PLC或其他电子设备故障。指示灯,传感器,连接器和逻辑控制器可以一起使用,以提高效率和减少停机时间。
邦纳公司的DXMR90系列控制器充分体现了智能化的特点。这种紧凑的可编程设备整合了多路相连的信号,对数据进行处理,同时也为IIoT提供了入口。内置的逻辑控制器能完成数据分析,状态监控,预测性维修, OEE分析,诊断,整体故障排查的动作规则和脚本来进行本地处理。
通过这些前瞻的解决方案,邦纳公司正致力于推进更加智能化的自动化,并将 IIoT技术应用于世界范围内各个规模的企业。
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