網(wǎng)絡(luò)傳感器緊扣工業(yè)自動化脈搏

概要

在當(dāng)今競爭日益激烈的全球市場中，高效的工業(yè)生產(chǎn)能力通常取決于每間工廠自動化系統(tǒng)的速度、精度和可靠度。即使是在一些低勞動力成本的地區(qū)，制造廠商們也渴望提高其自動化系統(tǒng)的精密度，因為他們知道，如果不這么做就會危及其在全球經(jīng)濟(jì)中的位置。

工業(yè)自動化的心臟是新一代高級智能傳感器，它讓產(chǎn)品生產(chǎn)線持續(xù)運(yùn)行，通過低延遲和實時網(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，對制造廠商而言，時間就是金錢。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)控或者測量生產(chǎn)線的各種狀態(tài)。之后，網(wǎng)絡(luò)必須以最小時間的延遲、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)議來實現(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時響應(yīng)，否則會影響生產(chǎn)率，造成損失利潤(參見下面圖1)。

德州儀器公司(TI)在向工業(yè)自動化提供全面高性能、高效、可擴(kuò)展技術(shù)方面，擁有豐富的經(jīng)驗。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)計完整的系統(tǒng)級解決方案。本文重點介紹的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)自動化系統(tǒng)

工業(yè)自動化介紹

典型的工業(yè)自動化系統(tǒng)一般由四大部分組成，它們之間可以實施低延遲和實時高速的通信。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)動器。

傳感器

現(xiàn)代工廠自動化系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)傳輸越來越依賴于智能傳感器。從前，傳感器只負(fù)責(zé)監(jiān)控和測量，卻不分析。而現(xiàn)在，隨著傳感器變得更加智能，它們能夠更好地對其所檢測的工作進(jìn)行評估，并能實時地完成任務(wù)。傳感器的諸多功能包括檢測溫度、運(yùn)動、光學(xué)對象和位置、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，因為這類系統(tǒng)直觀、簡單易學(xué)。