Nyheter

En innovation från Leuze electronic: dual channel-principen

Men vad betyder det egentligen? Tillväxten genom digitalisering innebär bland annat att kända processer och tillvägagångssätt kan förändras. Standarder som varit giltiga och etablerade omvärderas, förkastas eller anpassas. I många avseenden är känslan att världen blir alltmer komplex, vilket kräver en ny nivå av kompetens och strategier för att framgångsrikt kunna möta framtida utmaningar.

Av denna anledning utvecklar Leuze electronic smarta sensorer för att optimera sina kunders produktionsprocesser och öka produktiviteten i sina system och maskiner. Vad betyder digitalisering och Industry 4.0 egentligen? Den primära tanken bakom Industry 4.0 och IIoT är att standardisera data och hur det byts över alla systemgränser och hela vägen upp till molnet. De flesta av dessa data genereras med hjälp av sensorer. Deras jobb är att fånga processvariabler och överföra dessa i form av data till mottagningssystemen via gränssnitt. Dessa processdata är i grunden ursprungliga data för att lösa den faktiska automationsuppgiften.

En varierande mängd data finns tillgängliga beroende på sensortyp. Gränssnittet som används är optimalt anpassat till dataöverföringens komplexitet: grundläggande binära kopplingssensorer överför processvärde, status och diagnostiska meddelanden via IO-Links punkt-till-punkt-baserade kommunikationsgränssnitt. Mer komplexa sensorer med högre funktionalitet integreras ofta i fältbussnät med realtidskapacitet. De överför också multipla process- och larmvärden, samt status- och diagnosmeddelanden och kan helt parameterbestämmas via styrsystemet.

Industry 4.0 lägger också mer fokus på andra frågor, till exempel formatomkoppling samt tillståndsövervakning och förebyggande underhåll. Den information som krävs för detta är vanligtvis inte obligatorisk för automationsuppgiften, men det hjälper användare att öka systemtillgången genom att schemalägga förebyggande underhållsintervaller. Uppgifterna samlas in från en mängd olika källor och samlas på en central plats, till exempel ett moln. Även om data sällan uppdateras kan det fortfarande finnas en betydande datavolym, vilket ger kommunikationen en annan karaktär.

Vilka kommunikationslösningar relaterade till IIoT och Industry 4.0 erbjuds av Leuze electronic? – Hur fungerar dual channel-principen? Leuze electronic stöder denna annorlunda kommunikationskaraktäristik med hjälp av dual channel-principen (dubbelkanalsprincipen). Medan data för processtyrning överförs i realtid via den första sensorkanalen, sänder den andra sensorkanalen informationen för övervakning och analys av maskinen. Principen är densamma för alla sensorer med gränssnitt, oavsett sensorns komplexitet. Dual channel med binär kopplingssensor 1. Dual channel ansluten till PLC Med exempelvis kontrastsensorn KRT18B, som används i en höghastighetsförpackningsmaskin för bestämning av en exakt position för avslut, beror maskinens förpackningskvalitet på omkopplingsutgångens realtidsförmåga. Av denna anledning är det bättre att inte ansluta omkopplingsutgången i en kontrastsensor via en styrenhet – istället bör den anslutas direkt till en styrenhet för ett ställdon. För att ändå tillåta övervakning och analys av maskinen har kontrastsensorn också ett IO-Link-kommunikationsgränssnitt, utöver snabbkopplingsutgången. Detta gränssnitt kan användas för att övervaka processvärdet, bestämma funktionsreserven och utföra konfigurationer. Det stöder också användare i att ändra parametrar eller omkoppla format.

Dual channel och IIoT/Industry 4.0 IIoT och Industry 4.0 kräver data som är så platsoberoende som möjligt och tillgängligt över hela världen för andra automationsdeltagare, till exempel för övervakning och konfiguration. Detta uppnås vanligen via molnlösningar. Om samma förutsättningar som beskrivits ovan gäller, så krävs en anslutning till en IO-Link-kopplingsmodul med Ethernet-gränssnitt och OPC-UA-kommunikationsprotokoll – i stället för IO-Link-anslutningen till PLC. Anslutningen till molnet implementeras sedan via till exempel en IoT Edge Gateway.

Dual channel med sensorer med fältbussgränssnitt 1. Dual Channel och IIoT/Industry 4.0
För mer komplexa sensorer med integrerat fältbussgränssnitt erbjuder Leuze electronic också en dual channel-lösning. Streckkodsläsaren BCL 348i har till exempel ett PROFINET-fältbussgränssnitt. I princip kan process- och larmvärden, detaljerad status och diagnostiska meddelanden och den fullständiga parameterinställningen utföras från controllern via detta gränssnitt. Om data måste vara platsoberoende och tillgänglig över hela världen erbjuder sensorn detta via sitt industriella Ethernet-gränssnitt med OPC-UA-kommunikationsprotokollet. Den kan transporteras hela vägen till en molnapplikation via en integrerad molnanslutning eller en IoT Edge Gateway.

Fördelar med dual channel-principen från Leuze electronic
Problem som övervakning eller förebyggande underhåll, som är en stor del av IIoT och Industry 4.0, kräver sensorer som kan göra data tillgängligt över hela världen och i ett standardiserat format. I allmänhet måste man bestämma vad kapaciteten i realtidskraven är. Dual channel-principen gör det möjligt att för första gången göra data tillgängliga separat och enligt kundens krav. Realtidsdata överförs via kanal 1 och data för processövervakning och konfiguration via kanal 2. Traditionella IO-Link-gränssnitt för binära kopplingssensorer, som tillåter antingen omkopplingssignal eller punkt-till-punkt-kommunikation med sensorn på begäran i SIO-läge (standard IO-läge), kan inte användas för detta. Detta beror på att båda informationsdelarna krävs parallellt för processkontroll. För användaren måste det vara möjligt att kontinuerligt utvärdera processvärdena för en kontrastsensor, byta reserver till tröskelvärdena eller utvärdera status på kontaminering i förpackningsprocessen på en online-baserad förpackningsmaskin – för att tidigt upptäcka avvikelser från målstadiet. Detta är precis vad dual channel-principen hjälper till med. För sensorer med fältbussar erbjuds realtidskapacitet och data för övervakning och konfiguration, åtminstone för realtids Ethernet-gränssnitt, men endast lokalt och inte platsoberoende och över hela världen. Och för det mesta utvärderas inte informationen från sensorn för tillståndsövervakning eller prediktivt underhåll. Leuzes dual channel-princip erbjuder också den rätta lösningen för detta.