網(wǎng)絡(luò)傳感器緊扣工業(yè)自動(dòng)化脈搏

概要

在當(dāng)今競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的全球市場(chǎng)中，高效的工業(yè)生產(chǎn)能力通常取決于每間工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的速度、精度和可靠度。即使是在一些低勞動(dòng)力成本的地區(qū)，制造廠商們也渴望提高其自動(dòng)化系統(tǒng)的精密度，因?yàn)樗麄冎?，如果不這么做就會(huì)危及其在全球經(jīng)濟(jì)中的位置。

工業(yè)自動(dòng)化的心臟是新一代高級(jí)智能傳感器，它讓產(chǎn)品生產(chǎn)線持續(xù)運(yùn)行，通過(guò)低延遲和實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，連接至高性能可編程邏輯控制器(PLC)以及人機(jī)界面(HMI)系統(tǒng)。當(dāng)然，對(duì)制造廠商而言，時(shí)間就是金錢(qián)。只要制造的產(chǎn)品能夠達(dá)到規(guī)定質(zhì)量水平，高效的生產(chǎn)線就會(huì)盡可能快地持續(xù)運(yùn)行。高速、可靠的傳感器必須非常迅速(數(shù)毫秒甚至更快)地監(jiān)控或者測(cè)量生產(chǎn)線的各種狀態(tài)。之后，網(wǎng)絡(luò)必須以最小時(shí)間的延遲、且不中斷生產(chǎn)的情況下，傳輸這種信息。我們需要大量的工業(yè)通信協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)所要求的關(guān)鍵通信性能，例如：PROFIBUS?/PROFINET?、Ethernet/IP?、EtherCAT?、POWERLINK、SERCOS? III等。另外，如PLC等處理元件必須正確地實(shí)時(shí)響應(yīng)，否則會(huì)影響生產(chǎn)率，造成損失利潤(rùn)(參見(jiàn)下面圖1)。

德州儀器公司(TI)在向工業(yè)自動(dòng)化提供全面高性能、高效、可擴(kuò)展技術(shù)方面，擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。德州儀器廣泛的模擬和嵌入式處理器產(chǎn)品系列可助力廣大客戶設(shè)計(jì)完整的系統(tǒng)級(jí)解決方案。本文重點(diǎn)介紹的TI的創(chuàng)新型高差異化解決方案，它讓工業(yè)通信成本更低、接入更方便，并推進(jìn)自動(dòng)化和生產(chǎn)效率的提升。

圖1 HMI+PLC+傳感器+馬達(dá)控制的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)

工業(yè)自動(dòng)化介紹

典型的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)一般由四大部分組成，它們之間可以實(shí)施低延遲和實(shí)時(shí)高速的通信。這四大組成部分分別為：傳感器、人機(jī)界面、PLC和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器。

傳感器

現(xiàn)代工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)傳輸越來(lái)越依賴于智能傳感器。從前，傳感器只負(fù)責(zé)監(jiān)控和測(cè)量，卻不分析。而現(xiàn)在，隨著傳感器變得更加智能，它們能夠更好地對(duì)其所檢測(cè)的工作進(jìn)行評(píng)估，并能實(shí)時(shí)地完成任務(wù)。傳感器的諸多功能包括檢測(cè)溫度、運(yùn)動(dòng)、光學(xué)對(duì)象和位置、重量、加速度、化學(xué)成分、氣體、氣壓或者其他壓力、液體流動(dòng)以及物理世界的其它方面。

人機(jī)界面(HMI)

人機(jī)界面是與操控者進(jìn)行通信的某個(gè)單元或者子系統(tǒng)。使用當(dāng)前一流的技術(shù)，大多數(shù)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的人機(jī)界面都集成了圖形顯示子系統(tǒng)，例如：觸摸屏等，因?yàn)檫@類系統(tǒng)直觀、簡(jiǎn)單易學(xué)。