談到智慧工廠，大部分人會想到龐大的生產(chǎn)系統(tǒng)、精密的自動化設(shè)備。智能工廠雖好，但高昂的建設(shè)成本和不低的轉(zhuǎn)型門檻，將一眾中小型生產(chǎn)企業(yè)攔在了智慧工廠轉(zhuǎn)型發(fā)展的門外。有沒有一種辦法，使企業(yè)能低成本、快速地在核心環(huán)節(jié)“領(lǐng)會”智慧工廠的“精髓”呢？

　　答案當(dāng)然是有的。

　　當(dāng)下，正有越來越多的工廠，通過具有IO-Link模塊的傳感器，實現(xiàn)傳感器的自主調(diào)試、智能化，來優(yōu)化生產(chǎn)線、減化流程，達(dá)到智慧工廠的通信標(biāo)準(zhǔn)。

　　為什么要采用具有IO-Link 模塊的傳感器？

　　數(shù)字化、自動化是智慧工廠的一大標(biāo)志，這就要求智慧工廠中各生產(chǎn)、檢測環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)互通，并通過智能傳感器進(jìn)行邊緣計算，幫助生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)智慧生產(chǎn)。以往的生產(chǎn)過程中，傳感器的職責(zé)更偏向于環(huán)節(jié)應(yīng)用，即滿足某個生產(chǎn)結(jié)點的數(shù)據(jù)監(jiān)測和行為動作。這對于開放互聯(lián)的智慧工廠而言顯然是不適用的。

　　IO-Link是一種標(biāo)準(zhǔn)化點對點通信協(xié)議，能將傳統(tǒng)傳感器和執(zhí)行器集成在自動化系統(tǒng)中的低成本通信接口技術(shù)。擁有IO-Link接口的傳感器，不再只收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，它允許企業(yè)根據(jù)實時反饋的傳感器狀態(tài)，遠(yuǎn)程更改設(shè)置，執(zhí)行必要的操作。

　　IO-Link系統(tǒng)由IO-Link主機(jī)和傳感器（或執(zhí)行器）組成。雖然每個傳感器只能連接一個IO-Link主機(jī)，但I(xiàn)O-Link主機(jī)可以同時管理多個傳感器，可實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)收集和診斷，構(gòu)建成完整的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。

　　IO-Link系統(tǒng)還支持動態(tài)配置，通過物理接口，企業(yè)可以方便的更換、互換傳感器。通過使用協(xié)議棧和IO描述文件實現(xiàn)傳感器端口的即插即用，技術(shù)人員不再需要手動更改車間配置。這就使得企業(yè)能更簡易快捷地修改參數(shù)需要，極大地提升了靈活性和生產(chǎn)效率，讓傳統(tǒng)工廠低成本地獲得智慧工廠的“靈魂”。IO-Link也成為了傳統(tǒng)工廠首選的添加智能器件和傳感器解決方案之一。

　　IO-Link 帶來的革新有哪些？

　　IO-Link對工業(yè)生產(chǎn)帶來的革新是顯而易見的。得益于IO-Link的諸多優(yōu)勢，越來越多的企業(yè)開始探索將傳統(tǒng)傳感器升級為帶IO-Link模塊的智能傳感器。下面我們通過幾個常見的傳感器類型及應(yīng)用場景，來了解一下IO-Link是如何提升生產(chǎn)效能的。

　　非接觸式直線位移傳感器被用于精確監(jiān)控組件在直線上的運動數(shù)據(jù)，是檢測定位與位移的常用設(shè)備，搭載IO-Link后能獲得更優(yōu)更快的響應(yīng)速度和分析速度。

　　以圖克爾Li-Q25L非接觸式直線位移傳感為例，該設(shè)置具有5 kHz采樣率，能將整個測量長度上的位置誤差降至最小恒定值。16位轉(zhuǎn)換器還保證了高精度的測量結(jié)果。在200mm以上的測量長度中，性能優(yōu)于磁致伸縮線性位置傳感器。通過SIDI軟件，Li-Q25L無需其它任何軟件就可以集成到Profinet系統(tǒng)，這一配置過程大大簡化了調(diào)試和維護(hù)成本。除了周期性數(shù)據(jù)外，線性位置傳感器還通過IO-Link向云端傳輸診斷數(shù)據(jù)。這種無縫通信確保了工業(yè)4.0應(yīng)用程序（如狀態(tài)監(jiān)測或預(yù)測性維護(hù)）的數(shù)據(jù)透明性，以優(yōu)化機(jī)器可用性并降低維護(hù)成本。

　　當(dāng)IO-Link 于制造企業(yè)落地

　　作為新能源汽車的核心部件之一，電驅(qū)動力總成系統(tǒng)裝配線有著極高的效率和標(biāo)準(zhǔn)要求。IO-Link同樣能為其自動化生產(chǎn)提供強(qiáng)大的支持。

　　以巴魯夫IO-Link & RFID整體解決方案為例。巴魯夫的BIS V RFID最多可連接4個讀寫頭，能完整獲得電驅(qū)總成裝配數(shù)據(jù)和質(zhì)量信息。通過IO-Link傳輸傳感器和執(zhí)行器的I/O數(shù)據(jù)，監(jiān)控每個工位狀態(tài)，從而實現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)交換和設(shè)備管理。該解決方案能夠充分發(fā)揮傳感器/執(zhí)行器的智能特性，提供更方便的參數(shù)數(shù)據(jù)上傳/下載和數(shù)據(jù)管理，獲取個別現(xiàn)場設(shè)備和整個機(jī)器的集中在線診斷信息，從而減少調(diào)試及停機(jī)維護(hù)時間，提高生產(chǎn)效率，降低運營成本。

　　此外，該方案具有更為靈活、簡化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使設(shè)計、安裝與配置調(diào)試更為便捷、靈活與快速，降低后期服務(wù)成本；使用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的接口來代替各種繁瑣復(fù)雜的工業(yè)接口，降低硬件成本；充分利用智能化末端產(chǎn)品，達(dá)到整體最優(yōu)性價比。

　　在物流與分揀行業(yè)中，為確保產(chǎn)品能在特定點準(zhǔn)確分離，企業(yè)常見的解決方案是先利用觸發(fā)傳感器檢測傳輸帶上的產(chǎn)品位置，隨后啟動對應(yīng)執(zhí)行器，以保證每件產(chǎn)品能執(zhí)行正確的操作。但在高吞吐量的壓力下，關(guān)鍵部件的故障會導(dǎo)致整條產(chǎn)線的停滯。IO-Link技術(shù)的引入，將更好的幫助企業(yè)規(guī)避以上風(fēng)險。

　　以倍加福IO-Link閥門連接器為例，它能捕獲與所連接閥門的大量診斷數(shù)據(jù)，包括電源電壓、輸出電流、閥門運動狀態(tài)、溫度乃至電磁閥門的功耗等多個維度的信息。生產(chǎn)企業(yè)可以為每個參數(shù)設(shè)定限值。當(dāng)傳感器檢測數(shù)據(jù)超過設(shè)定范圍將立即觸發(fā)警報，甚至還可以檢測到引線斷路、短路等故障，提醒人工干預(yù)以減少損失。閥門連接器還集成了開關(guān)周期計數(shù)器，用戶可以方便地追蹤閥門的使用數(shù)次與壽命，為預(yù)防性維護(hù)和更換提供了有力支持。

　　此外，所有過程數(shù)據(jù)均通過倍加福IO-Link主站（如ICE*系列設(shè)備）傳輸至控制器或云端系統(tǒng)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中管理與遠(yuǎn)程監(jiān)控。這一先進(jìn)的解決方案使得工廠操作人員能夠獲取實時數(shù)據(jù)，從而能夠更早地發(fā)現(xiàn)潛在問題，預(yù)防故障的發(fā)生，并顯著減少輸送機(jī)系統(tǒng)的停機(jī)時間，確保生產(chǎn)線的連續(xù)穩(wěn)定運行。

　　在塑料成型行業(yè)中，壓力傳感器在優(yōu)化整個擠壓工藝方面發(fā)揮了重要的作用。IO-Link技術(shù)的加入同樣能為企業(yè)帶來更高效的生產(chǎn)和管理方式。

　　以杰富倫IO-Link熔體壓力傳感器解決方案為例。除了記錄最大壓力、溫度峰值、傳感器的運行時間以及校準(zhǔn)偏差閾值等信息外，IO-Link接口還可以獲取一系列用于預(yù)測性維護(hù)的即時數(shù)據(jù)，允許企業(yè)自主開發(fā)生產(chǎn)效率更高的算法，保證設(shè)備的使用壽命。

　　該方案中的傳感器配備了磁致伸縮技術(shù)和IO-Link數(shù)字輸出技術(shù)，通過PLD和SIL2的認(rèn)證，可以根據(jù)智慧工廠的要求記錄大量參數(shù)，同時確保在沖擊、振動和電磁干擾情況下的線性精度。此外，該解決方案還可以保證擠出設(shè)備所有系統(tǒng)的集成，并為電氣面板的設(shè)計、開發(fā)和施工提供額外的咨詢服務(wù)。

　　總體而言，IO-Link技術(shù)是一種具有廣泛適用性的通信協(xié)議，可以使現(xiàn)場傳感器、執(zhí)行器更好地適應(yīng)簡易、快捷地修改參數(shù)設(shè)置的需要，極大提升現(xiàn)代智能工廠的靈活性和生產(chǎn)效率。

　　因此，IO-Link技術(shù)也被稱為“自動化最后的一米”，它對于實現(xiàn)智慧生產(chǎn)的重要性由此可見。對于整個生產(chǎn)系統(tǒng)來說，具有IO-Link模塊的傳感器是一種很好的補(bǔ)充。它可以無縫融入現(xiàn)有的系統(tǒng)，是中小型生產(chǎn)企業(yè)快速升級的一大捷徑。

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