德国Eirich利用 IO-Link技术在汽车蓄电池的铅膏混合器中

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  • 摘要:Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH & Co KG公司使用IO-Link技术在传感器级别联网系统 。这可实现对低至每个传感器和执行器的高度细微化的过程监控,并可集中进行参数设置和诊断 。甚至可在全球访问单个传感器。这使得我们能够为设备使用方提供对过程监控和远程维护的最大透明性。

全球皆可访问传感器

通过IO-Link进行从底层传感器到设备控制的通信

EIRICH混合系统:本设备为汽车蓄电池生产铅膏 。

Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH & Co KG公司使用IO-Link技术在传感器级别联网系统。这可实现对低至每个传感器和执行器的高度细微化的过程监控 ,并可集中进行参数设置和诊断。甚至可在全球访问单个传感器 。这使得我们能够为设备使用方提供对过程监控和远程维护的最大透明性。

Maschinenfabrik Gustav Eirich是一家家族企业 ,拥有150年的历史,业务遍布全球,是材料制备方面的技术领导者 ,其中包括为不同行业生产材料混合系统。我们的当前示例是一个极为复杂的混合系统,该系统基于真空下的放热反应生产汽车蓄电池的铅膏 。复杂的过程工艺技术需要调节压力状况、温度 、湿度和流体供应。

复杂的过程技术:在实际混合系统上方的冷凝器中,使用了不同的传感器和执行器以监控和控制过程。

冷凝器是一个重要的过程元件 ,位于实际混合器上方的平台中 。该设备会冷却从混合器提取的温暖空气,并将冷凝湿气送回过程。易福门电子的流量和温度传感器被安装在冷凝器冷却回路的循环系统中,准确监控流量。这些易福门传感器的共同特点是:配有IO-Link 。

使用IO-Link联网:易福门流量计SM9000安装在冷凝器的冷却回路中 。通过IO-Link在传感器和控制器之间交换当前过程值 、参数值和诊断信息。

“最后一米”的接口

IO-Link是将任何传感器和执行器连接到控制系统的点对点接口。与其他总线系统和网络组合 ,就可首次实现从过程控制级别低至每个传感器的完全垂直的连贯通信 。

最后一米的接口:

IO-Link是不受制造商影响的点对点接口,可连接现场级别的任何传感器和执行器。使用IO-Link,可以实现所有通信级别的传感器参数设置、设备状态诊断和无损传输测量值。

IO-Link不是另一个总线系统 ,而是连接“最后一米 ”到传感器或执行器的插件 。与传统系统不同的是,这里没有任何总线接线,而是使用并行接线。

IO-Link适合二进制和模拟信号传感器。IO-Link传感器的特点是 ,通过通信模式扩展开关信号端口 。该连接使用与传统传感器开关输出相同的针脚(M12插接件的针脚4)。信号电平是标准24 V DC。也就意味着 ,所有现有连接线可继续用于有IO-Link的传感器 。IO-Link传感器100 %向下兼容传统传感器。

通信

IO-Link传感器命令三种类型的通信:

•开关状态(工作原理类似传统传感器)。

•循环过程数据(例如,测量值的数字传输) 。

•设备参数和诊断数据的传输(例如:“传感器电气故障 ”、“设备温度过高”或“光电传感器被污染”) 。

使用最长20m的未屏蔽3线制M12标准线连接“最后一米 ”。所有过程数据的传输,如测量值 ,会被数字化。这可以将D/A和A/D转换造成的量化误差减到最低 。例如,这可确保控制器处理的压力测量信号精度更高,不带任何损失。在通信模式中 ,例如每个循环传输16位的过程数据,对于38.4 kbaud的波特率,循环时间为2.3 ms。对于每个循环 ,可以双向传输最多32字节的过程数据(输入/输出) 。

通信或开关信号:

可以以IO-Link通信模式操作IO-Link传感器,或类似标准IO模式 (SIO) 下的传统二进制传感器。

轻松更换装置

在上位机控制级别可以轻松的像“按下按钮”一样完成传感器和执行器的参数设置,甚至可以自动进行。现场每个传感器的复杂参数设置已经成为过去 ,特别是如果更换产品配方或某些工具 。IO-Link master的数据存储可轻松实现可靠的更换设备。IO-Link master可立即检测到和更换故障设备的完全相同的全新设备,并将原有的已保存参数写入新设备。

作为通过控制器进行参数设置的替代方法,易福门电子提供LINERECORDER SENSOR软件 。该软件通过USB适配器在PC上进行IO-Link传感器的参数设置。进一步功能是记录和批量写入参数配置(复制) 、检测和评估长时间运行下传感器值以及将传感器参数重置为工厂设置。通过导入传感器库 (IODD) ,还可使用LINERECORDER SENSOR管理其他制造商的IO-Link传感器 。

用于IO-Link传感器“数据备份”的另一个选项是内存插头 。这一紧凑小巧的组件实现传感器参数的轻松复制和保存。存储数据配置参数到内存插头后 ,只要连接了同一类型的传感器,数据将从插头内存复制到新的传感器。

将内存插头临时插入传感器可以进行简单的参数设置 。作为替代方法,可将内存插头永久连接到传感器和连接之间 ,这不会对操作期间的传感器功能或输出信号造成任何影响。所有这些都可节省时间,防止在给传感器设置参数或更换传感器期间造成参数设置故障。

为何选择IO-Link?

负责EIRICH传感器的Hendrik Blatz解释了公司决定为混合系统完全采用IO-Link的原因所在 。“我们系统的过程技术非常复杂,因此现场采用了许多过程测量技术。而针对这些仪器的参数设置导致安装通常相对复杂且耗时。因此 ,我们需要集中参数设置和实时诊断这些仪器的解决方案 。 ”

在EIRICH,IO-Link实现了在控制室远程进行传感器的参数设置。这对客户来说是一个非常大的优势,因为比较大的系统的传感器通常分布于现场的各个地方 ,例如,储罐顶部或地下,因此很难接近。不像在紧凑的小型系统或机器中 ,传感器通常彼此非常靠近 。通过IO-Link进行参数设置的另一个优势是IO-Link使得传感器的更换尤为安全,因为参数会从控制器自动传输到更换后的传感器中。通过IO-Link技术,可以完全排除安装人员造成的传感器设置错误。此外 ,设备识别还能检查预装设备是否已经连接到端口 。

除了参数设置之外 ,过程监控也扮演了决定性角色 。在控制室的显示屏上,传感器将可视化并评估所有参数和测量值。“通过使用IO-Link,我们可以看到过程控制系统中的现场级别的情况 ,”Blatz表示。“我们可以设置设备参数,我们可以获取有关设备的诊断信息,并因此在长期状态监控的基础上节省成本 ,实现可观的整体利润 。”

因为通过链接和评估测量值和诊断数据,可以早期发现并修复磨损或有害沉积等关键设备的运行状态,从而可以避免大部分意外设备停机。

不依赖于制造商的标准

EIRICH的另一个选择理由是 ,IO-Link不依赖于制造商。“我们的设备和系统会销售给全球的许多行业,同时需要遵照国家法规 。因此,使用极为开放的标准非常重要 , ”Hendrik Blatz表示。使用相应模块,IO-Link可以通过常见的总线系统与控制器进行通信,如AS-i或Profibus。“由于要求不断变化 ,因此使用不依赖于现场总线 ,不受更高级别控制系统影响的标准,例如IO-Link尤为重要 。”

不依赖于制造商和现场总线系统的规范由IEC提交并通过成为61139(CiD)。作为传感器制造商,易福门电子是IO-Link联盟成员之一 ,并积极参与规范的实施。

结论

采用IO-Link的传感器确保设备最大可能的透明性 。除了集中参数设置之外,广泛的诊断是设备维护和故障诊断的重要优势。Hendrik Blatz的摘要:“我们可以通过VPN通道远程访问设备,例如:传感器设置是什么?是否存在问题?简而言之:全球皆可访问传感器。这真的是一个优势 。”

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