數(shù)據(jù)和數(shù)字化是工業(yè)4.0變革的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。從整個(gè)工廠的傳感器獲取數(shù)據(jù)，除了優(yōu)化制造計(jì)劃和流程外，還能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)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(jī)電一體化部件和潤(rùn)滑系統(tǒng)提供商，1907年建立于瑞典，具有非常高的國(guó)際知名度和市場(chǎng)占有率。在位于法國(guó)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(gè)工廠的范圍內(nèi)監(jiān)控所有使用壓縮空氣的機(jī)器，以確保最佳流量、防止泄露并減少浪費(fèi)，而從機(jī)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(xiàng)目十分具有挑戰(zhàn)性。

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工業(yè)無(wú)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(gè)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(jī)器的零件內(nèi)部、快速移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)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(jí)無(wú)線技術(shù)。這種技術(shù)需要專為工業(yè)自動(dòng)化而設(shè)計(jì)，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(jì)的傳統(tǒng)無(wú)線技術(shù)。因?yàn)楣S中嘈雜的環(huán)境、對(duì)通信低延遲的要求和對(duì)可擴(kuò)展性的需求，使得工業(yè)無(wú)線技術(shù)有著更高的標(biāo)準(zhǔn)。

電纜級(jí)工業(yè)無(wú)線通訊技術(shù)

低延遲、抗干擾、專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)

作為IO-Link標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，IO-Link Wireless專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它是一種確定性無(wú)線協(xié)議，可確保5毫秒的低延遲自動(dòng)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(cuò)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(gè)數(shù)量級(jí)（一百萬(wàn)倍）。該技術(shù)有著以下優(yōu)勢(shì)：

符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：低延遲，電纜級(jí)的可靠性

適用于快速旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)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(gè)工作單元或機(jī)器區(qū)域內(nèi)擴(kuò)展至數(shù)百個(gè)單元

支持高級(jí)配置和監(jiān)控，與IO-Link兼容

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虹科IO-Link無(wú)線解決方案

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SKF最終采用了虹科IO-Link無(wú)線解決方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)每臺(tái)機(jī)器上的流量傳感器的無(wú)線連接。在這個(gè)項(xiàng)目中，虹科IO-Link無(wú)線網(wǎng)橋連接到每個(gè)現(xiàn)成的工業(yè)流量傳感器，而IO-Link無(wú)線主站則通過(guò)無(wú)線的方式與無(wú)線網(wǎng)橋進(jìn)行通信，并將機(jī)器中的數(shù)據(jù)中繼到虹科TigoInsights（一款可視化軟件）而無(wú)需重新配置PLC。除了流量數(shù)據(jù)外，系統(tǒng)還傳達(dá)機(jī)器的運(yùn)行和可用性狀態(tài)。通過(guò)結(jié)合分析實(shí)時(shí)流量數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)，可以檢測(cè)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(shí)時(shí)警報(bào)。

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虹科TigoBridge IO-Link無(wú)線網(wǎng)橋

- 直接無(wú)縫連接，無(wú)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(wú)線集線器，同時(shí)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(shí)現(xiàn)IO-Link無(wú)線系統(tǒng)的安裝、配置和監(jiān)控

- 提供對(duì)監(jiān)控、分析、可視化和自動(dòng)化工具的訪問(wèn)。

- 解析過(guò)程數(shù)據(jù)

- 包含高級(jí)MQTT發(fā)布器

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虹科TigoHub

- 最多可將6個(gè)數(shù)字傳感器并行轉(zhuǎn)換為IO-Link無(wú)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(dòng)化PLC之間進(jìn)行實(shí)時(shí)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(guò)MQTT和OPC-UA等協(xié)議向IIoT平臺(tái)和ERP-MES發(fā)送監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

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虹科TigoLeap

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

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

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

/ 總結(jié)/

Conclusion

虹科IO-Link無(wú)線產(chǎn)品系列外形小巧，其設(shè)計(jì)使得IO-Link與非IO-Link設(shè)備均可輕松實(shí)現(xiàn)無(wú)縫改造。使用IO-Link無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施不僅可以無(wú)線部署數(shù)據(jù)監(jiān)控，還可以進(jìn)行無(wú)線實(shí)時(shí)控制。因此，工廠不僅可以獲得有關(guān)其機(jī)器和過(guò)程的知識(shí)，還可以通過(guò)實(shí)時(shí)無(wú)線自動(dòng)化采取行動(dòng)來(lái)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。