En innovation fra Leuze electronic – Dobbelt kanal princippet

Teknisk rapport

Digitaliseringens fremgang bevirker blandt andet, at kendte processer og procedurer ændres. Standarder, der har været gældende og etablerede indtil nu, bliver nu undersøgt, fuldstændigt kasserede eller tilpasset. I mange tilfælde er der en følelse af, at verden bliver mere og mere kompleks og derfor har brug for helt nye ekspertiser og strategier for at kunne beherske fremtidens udfordringer med succes. Derfor har Leuze electronic udviklet intelligente sensorer for at kunne optimere processerne i kundernes produktion, og øge produktiviteten i deres systemer og maskiner.

Hvad betyder digitalisering og Industri 4.0 i virkeligheden?

Den primære ide bag Industri 4.0 og det at “Industriel Internet of Things” (IIoT) er at standardisere data og måden de bliver udvekslet på, på tværs af alle systemgrænser og hele vejen op til skyen. De fleste af disse data genereres ved hjælp af sensorer. Sensorernes job er at fange variabler i processen og sende disse, i form af data, til modtagesystemerne via et interface. Proces data er som grundlag de originale data, der kan løse en aktuel automatiseringsopgave. Der kan være varierende mængder af data til rådighed, afhængig af sensortypen. Interfacet, der anvendes, bliver optimalt tilpasset til kompleksiteten af datatransmissionen: Sensorer med basale, binære skiftekontakter sender procesværdier samt status- og diagnose meddelelser via IO/Link kommunikations interfacet. Mere komplekse sensorer med en højere funktionalitet bliver ofte integreret i fieldbus netværk med real-time egenskaber. De transmitterer også værdier for flersidede proces- og alarmmeddelelser, samt meddelelser om status og diagnoser, og kan udstyres fuldt ud med parametre via kontrolsystemet. Industri 4.0 sætter også mere fokus på andre problemstillinger som f.eks. opsætning og ændring af formater, samt tilstandsovervågning og forbyggende vedligeholdelse. De nødvendige data til dette er normalt ikke påkrævet til automatiseringsopgaver, men de hjælper brugerne til at øge tilgangen til systemet ved at planlægge forebyggende intervaller for vedligeholdelse. Data indsamles fra en bred vifte af kilder, og samles på et centralt sted – som for eksempel i en sky. Selv om data opdateres med uens intervaller, kan der stadig være tale om betydelige datamængder, som giver kommunikationen forskellig karakter.

Hvilke kommunikationsløsninger, relateret til IIoT og Industri 4.0, leveres af Leuze electronic?

Hvordan fungerer dobbeltkanal princippet?

Leuze electronic understøtter denne anderledes kommunikationskarakteristik ved hjælp af dobbeltkanal princippet. Mens dataene til processtyring overføres i realtid via den første sensorkanal, sender den anden sensorkanal oplysningerne til overvågning og analyse af maskinen. Princippet er det samme for alle sensorer med interface uanset sensorens kompleksitet.

Dobbeltkanal i sensor med binær kontakt

1. Dobbeltkanal koblet til plc

Med eksempelvis KRT18B-kontrastsensoren, som bruges i en højhastighedsmaskine til at bestemme en nøjagtig placering af et kontraskmærke, afhænger maskinens emballagekvalitet af omgangshastigheden i real-time. Af denne grund er det bedre ikke at slække på udgangen via en controller, men i stedet at slutte den direkte til en aktuator. For at tillade overvågning og analyse af maskinen, har kontrastsensoren også et IO-Link-interface, udover den hurtige udgang. Dette interface kan bruges til at overvåge processen, bestemme funktionsreserven og udføre konfigurationer. Det tillader også kunder at ændre opsætninger eller skifte formater.

Foto 2 _ DuaCH.jpg: Dobbelt kanal med forbindelse til plc 2.

2. Dobbelt kanal og IIoT / Industri 4.0

IIoT og Industri 4.0 kræver data, der er så afhængige af lokation som overhovedet muligt, og data der skal være tilgængelige på verdensplan for andre automatiseringdeltagere, for eksempel til brug for overvågning og konfigurering. Det opnås normalt ved hjælp af sky-løsninger. Hvis der hersker de samme forudsætninger som ovenfor beskrevet, skal der bruges en forbindelse til et IO-Link koblingsmodul med Ethernet interface og OPC-UA kommunikationsprotokol, i stedet for IO-Link forbindelse til plc’en. Forbindelsen til skyen bliver så eksempelvis implementeret via en ITT Edge gateway.

 

Foto 3 _ DuaCHF.jpg: Dobbelt kanal og IIoT / Industri 4.0 med binær-kontakt sensor.

Dobbelt kanal med sensorer med fieldbus interfaces

Dobbelt kanal og IIoT / Industri 4.0

Leuze electronic tilbyder også en dobbelt kanal løsning til mere komplekse sensorer med integreret fieldbus interface. BCL 348i stregkode scanner har f.eks. et PROFINET fieldbus interface. I princippet kan proces- og alarmværdier, detaljerede meddelelser om status og diagnose og alle parametre til hele maskinen udføres fra kontrollen via dette interface. Hvis der er brug for at data er nødvendige, uafhængigt af lokation og på verdensplan, kan sensoren levere dette via sit industrielle Ethernet interface med OPC-UA kommunikations protokollen. Data kan sendes hele vejen til en sky-applikation via en integreret forbindelse til skyen eller til en ITT Edge gateway.

Foto 4 _ DuaCH.jpg Dobbelt kanal og IIoT / Industri 4.0 med fieldbus interface sensor

Fordele ved dobbelt kanal princippet fra Leuze electronic

Opgaver som tilstandsovervågning eller forebyggende vedligeholdelse, der er en stor del af IIoT og Industri 4.0, kræver sensorer, der kan levere data på verdensplan og i et standardiseret format. Almindeligvis må det besluttes hvad kravene er til egenskaberne for real-time. Dobbelt kanal princippet gør det muligt, for første gang, at gøre data tilgængelige separat og i overensstemmelse med kundens behov. Real-time data transmitteres via kanal 1, og data til proces overvågning og konfigurering transmitteres via kanal 2.

Traditionelt kan IO-Link interfaces til sensorer med binære kontakter, der muliggør enten kontakt signaler eller punkt-til-punkt kommunikation med den ønskede sensor i SIO mode (standard OI mode), ikke gøre dette. Det skyldes, at begge dele af informationen kræves parallelt til proces kontrol. For kunden skal det for eksempel være muligt at vurdere procesværdierne fra en kontrastsensor, funktionsreserver, eller se tilstanden af kontaminering i pakkeprocessen i en pakkemaskine on-line for at opdage afvigelser fra målværdier på et tidligt tidspunkt. Og det er netop dette, som dobbeltkanal princippet er en hjælp til.

Til sensorer med fieldbus er real-time muligheder og data til overvågning og konfigurationer indbyggede, i de mindste til real-time Ethernet interfaces, men kun lokalt og ikke lokationsafhængigt og verdensomspændende. Det meste af tiden bliver informationerne fra sensoren til overvågning af tilstand eller forebyggende vedligeholdelse ikke evalueret. Leuze electronic dobbeltkanal princippet kan også levere den rigtige løsning til dette.

LÆS også: Leuze – På sikker kurs
Leuze electronic Scandinavia ApS's Firmaprofil