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工业物联网的测量需求,你了解吗?

来源:仪器仪表网发布时间:2018.11.28 14:14:21 阅读:518

现代自动化系统需要彻底的反思。关注的中心不再是系统或组件,而是对执行自动化任务人员进行有效的支持。测量和自动化技术必须适应人、以人为本。在本文中,您将了解现代自动化系统必须满足哪些要求。

过去,系统的各个组件(例如测量传感器和设备)之间只能通过复杂的传输通道和接口转换器来实现。为了跟踪这些日益复杂的系统,随着技术的发展,出现了向统一接口和结构为模块化系统的组件的一致转变。

产品开发人员和生产计划人员正在寻找灵活的系统、易于集成的基于网络的技术,这些技术需要最少的时间让新员工变得熟练。自动化和产品开发任务之间存在一些根本性差异。产品开发需要以极高的速率精确测量和采集。另一方面,在自动化应用中,任务必须实时确定执行,以确保将机器运行在最佳工作状态。在这种情况下,诊断数据比测量数据更为重要。这些曾经不同的领域现在早已在机电系统中共同成长。理想情况是,系统组件足够灵活,可以用于开发和生产领域。

操作技术(OT)与信息技术(IT)融合

这同样适用于测试和控制软件。必须通过适当的软件保存和分析测试场的测量量。大数据测量量通过以太网接口转移到计算机中。下一步,将评价分析软件和方法逐步应用到生产环境中。此外,高度的实时行为能确保系统所有的组件之间进行顺畅交互不会产生任何错误。

HBM不仅为现代自动化系统提供传感器,并且还包括测量仪表,其是生产测量链的核心。

现存系统往往无法满足现代、高动态生产线的要求,包括大数据量实时传输等。另外,参数设置更简单,测量数据可视化对于操作者来说也非常重要。

现代测量链:从传感器、仪表到测量值评估和分析

自动化概念

时间就是金钱,这对机器和系统制造商来说更具意义。自动化设备必须能够快速、简单、无错误地处理尽可能多的任务和过程。还有就是要易于操作、测量数据的可视化和快速诊断能大幅提高生产效率、节省成本并减少对员工的培训成本。

测量技术用于获取测量数据

快速、精确、无噪声地采集测量数据。TEDS传感器能大幅简化放大器配置,避免差错。测量值状态可用于系统诊断,并可通过现场和远程控制。

带有内部计算通道的测量技术

为了稳定操作自动化系统,传输需要实时顺畅进行。这意味着需要尽可能地预先对测量数据进行预处理。要做到这一点,测量组件必须具有内部计算通道,带有实时执行监视和控制功能。这样,信号可以在内部进行处理,也可以通过模拟输出或现场总线输出到自动化系统。这不会使机器和系统控制过载,并且可以实现更短的、快速的控制周期。带有SMART功能的工业信号调理器对于很多设备制造商来说是经济的,减少了对内部软件开发人员的需求。

工业物联网需要简单的过程和方法

工业4.0专注于智能制造、方法和过程。工业物联网(IIoT)的组件要求带有内部计算通道等智能功能。它们是建立智能工厂和基础设施的物理网络系统。

维护过程可以通过对测量信号综合诊断来控制。例如,这会让服务调用进行合理化结构化规划,防止在不适宜的时间进行服务调用。

这是工业4.0对基于网络中所有相关信息的实时可用性的要求。将人员和系统结合起来创建动态、实时优化的、自组织的增值网络,并可在整个公司内使用。

自动化环境下的现场总线

接口保证了循环同步性。这意味着测量和诊断数据总是在同一时间网络内传输。为了确保这一点,传输数据帧中总是实时数据保留固定范围。过去,数据帧的大小是非常有限的。这是因为过去数据量相对较小,并且只能采用中央结构的网络(短电缆)。随着以太网技术作为传输媒介,其允许更大型的网络和更快的数据传输速率。该拓扑结构从以前1:1连接扩展到系统和工厂网络,并可延伸到全球联网系统和站点。以太网技术提高了现有网络组件的可用性。

云端测量系统

当系统数据可以集中存储并集中使用时,打开了新的应用可能性。云解决方案,已经被转移到生产控制过程中。故障被检测并标记,资源被更快地被整合。效率得到有效提高并更具成本效益。这在很大程度上更利于自动化。减少手动操作,更利于进行基于需求的服务控制。

HBM ClipX是一款高精度信号调理器,可采用 OPC UA格式将数据传输到云端。

需要新的接口协议

云解决方案中,需要一种新的数据格式来有效地将计划和诊断数据传输到云。而OPC-UA就是这样一种数据格式。它的前身是OPC。OPC统一体系结构(OPC UA)是一种工业M2M通信协议。

OPC-UA与它的前身有很大不同,是因为它不仅能够迁移设备数据(控制变量、测量值和参数等),而且还能够以机器可读形式语义描述它们。这种技术也基于以太网,因此提供了巨大的储存潜力和投资安全性。所获取的数据通过以太网传输,但不在快速循环现场总线中传输。

益处

随着新的网络和通信技术的发展,流程变得更加简洁和透明。生产控制更简单,能够很大程度上实现自动化并可远程控制。没有更多的人员需求,包括员工培训。随时报告系统的“健康状态”并使维护得到优化。

云技术为自动化带来了新的可能性,蕴藏着巨大的潜力

云测量技术的未来不仅带来了数据移动存储。通过人工智能和机器学习,在许多情况下,可自动地变得立即可用。这样的例子可以在通信、控制机器和预防性维护中找到。

HBM的ClipX和PMX等智能测量系统能在基于网络的生产系统中起到关键作用,相互通讯。

结论

在工业物联网(IIOT)中使用现代测量技术系统,制造商能够降低生产成本,同时显著提高质量和制造与测试过程的速度。HBM一直致力于实现这些技术,并且已经将它们集成到ClipX和PMX测量和控制系统中。

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