數(shù)據(jù)和數(shù)字化是工業(yè)4.0變革的關(guān)鍵驅(qū)動因素。從整個工廠的傳感器獲取數(shù)據(jù)，除了優(yōu)化制造計劃和流程外，還能實現(xiàn)強大的分析和決策。目前，基于數(shù)據(jù)的應(yīng)用正在催生更多智能解決方案，以提高制造業(yè)的靈活性和敏捷性，進(jìn)而提高效率和降低成本。

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案例背景

HongKe IO-Link wireless solutions

SKF是行業(yè)領(lǐng)先的軸承、密封件、機電一體化部件和潤滑系統(tǒng)提供商，1907年建立于瑞典，具有非常高的國際知名度和市場占有率。在位于法國的SKF軸承制造廠中，壓縮空氣的所需的電力消耗占總電力消耗的很大一部分，為了節(jié)約成本，SKF需要在整個工廠的范圍內(nèi)監(jiān)控所有使用壓縮空氣的機器，以確保最佳流量、防止泄露并減少浪費，而從機器到網(wǎng)絡(luò)，大量傳感器的布線十分復(fù)雜且成本高昂，使得這一項目十分具有挑戰(zhàn)性。

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工業(yè)無線通訊技術(shù)在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用

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數(shù)據(jù)采集在工業(yè)環(huán)境中通常被認(rèn)為是不具備成本效益或不可行的。一個傳感器必須被放置在數(shù)據(jù)所在的地方，這些位置通常是具有挑戰(zhàn)性或難以到達(dá)的地方，比如機器的零件內(nèi)部、快速移動或旋轉(zhuǎn)的平臺上，或在遠(yuǎn)程的位置。

為了克服這些電纜部署的限制并支持靈活性需求，必須在工廠車間集成OT級無線技術(shù)。這種技術(shù)需要專為工業(yè)自動化而設(shè)計，而不能依賴如Zigbee、WiFi或藍(lán)牙等為商業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計的傳統(tǒng)無線技術(shù)。因為工廠中嘈雜的環(huán)境、對通信低延遲的要求和對可擴展性的需求，使得工業(yè)無線技術(shù)有著更高的標(biāo)準(zhǔn)。

電纜級工業(yè)無線通訊技術(shù)

低延遲、抗干擾、專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計

作為IO-Link標(biāo)準(zhǔn)的擴展，IO-Link Wireless專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計。它是一種確定性無線協(xié)議，可確保5毫秒的低延遲自動化操作。其具有內(nèi)置的抗干擾和抗噪能力，可將PER（數(shù)據(jù)包錯誤率）控制在1e-9的極低水平，比其他普通技術(shù)可靠性高出6個數(shù)量級（一百萬倍）。該技術(shù)有著以下優(yōu)勢：

符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：低延遲，電纜級的可靠性

適用于快速旋轉(zhuǎn)和移動的部件

可安裝在偏遠(yuǎn)和難以到達(dá)的區(qū)域

不受射頻和環(huán)境噪聲影響

可在單個工作單元或機器區(qū)域內(nèi)擴展至數(shù)百個單元

支持高級配置和監(jiān)控，與IO-Link兼容

03

虹科IO-Link無線解決方案

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SKF最終采用了虹科IO-Link無線解決方案，來實現(xiàn)每臺機器上的流量傳感器的無線連接。在這個項目中，虹科IO-Link無線網(wǎng)橋連接到每個現(xiàn)成的工業(yè)流量傳感器，而IO-Link無線主站則通過無線的方式與無線網(wǎng)橋進(jìn)行通信，并將機器中的數(shù)據(jù)中繼到虹科TigoInsights（一款可視化軟件）而無需重新配置PLC。除了流量數(shù)據(jù)外，系統(tǒng)還傳達(dá)機器的運行和可用性狀態(tài)。通過結(jié)合分析實時流量數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)，可以檢測泄露和非最佳流量。虹科TigoInsights使得SKF能夠在工廠的任何地方查看并分析數(shù)據(jù)，并接收實時警報。

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虹科TigoBridge IO-Link無線網(wǎng)橋

- 直接無縫連接，無需集成任何IO-Link設(shè)備

- 將現(xiàn)成的集線器轉(zhuǎn)換為IO-Link無線集線器，同時轉(zhuǎn)換已連接的數(shù)字/模擬傳感器

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虹科TigoEngine配置工具

- 實現(xiàn)IO-Link無線系統(tǒng)的安裝、配置和監(jiān)控

- 提供對監(jiān)控、分析、可視化和自動化工具的訪問。

- 解析過程數(shù)據(jù)

- 包含高級MQTT發(fā)布器

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虹科TigoHub

- 最多可將6個數(shù)字傳感器并行轉(zhuǎn)換為IO-Link無線傳感器

- 允許IO-Link和數(shù)字傳感器混合連接

- 支持現(xiàn)成設(shè)備

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虹科TigoMaster

- 與自動化PLC之間進(jìn)行實時數(shù)據(jù)和控制通信

- 支持首選工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議（如Ethernet/IP、EtherCAT、Profinet或OPC-UA）

- 可通過MQTT和OPC-UA等協(xié)議向IIoT平臺和ERP-MES發(fā)送監(jiān)控數(shù)據(jù)

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虹科TigoLeap

- 從PLC、IO-Link和IO-Link wireless Masters訪問數(shù)據(jù)

- 用于連續(xù)輸出評估和機器參數(shù)調(diào)整的過程優(yōu)化工具。啟用人工智能和機器學(xué)習(xí)算法，以實現(xiàn)持續(xù)的機器優(yōu)化

虹科IO-Link無線解決方案是一種將設(shè)備無線連接到云的安全方式，“SKF無線傳感器的實施提高了我們的監(jiān)控質(zhì)量，減少能源消耗帶來的高昂成本，降低部署的復(fù)雜性，減少了手動操作，并實現(xiàn)了更頻繁的數(shù)據(jù)采集，從而提高了運營水平并減低了風(fēng)險”，SKF的負(fù)責(zé)人Claudinei Marchetto Reche如此評價道。

/ 總結(jié)/

Conclusion

虹科IO-Link無線產(chǎn)品系列外形小巧，其設(shè)計使得IO-Link與非IO-Link設(shè)備均可輕松實現(xiàn)無縫改造。使用IO-Link無線基礎(chǔ)設(shè)施不僅可以無線部署數(shù)據(jù)監(jiān)控，還可以進(jìn)行無線實時控制。因此，工廠不僅可以獲得有關(guān)其機器和過程的知識，還可以通過實時無線自動化采取行動來改進(jìn)和優(yōu)化生產(chǎn)，即享受監(jiān)控和控制領(lǐng)域的最佳效果。