绿色“智造”如何提升工业数字化能量？贸泽电子一站解读行业应用方案
发布于2024-01-30
编者按：
从制造到“智造“，传统工业领域的数字化转型升级是一个全球性的大课题。5G、云、AI、无线互联等一系列数字智能技术的发展也进一步释放工业领域的数字化和智能化的应用能量。
贸泽电子时刻紧跟工业自动化领域的最新产品技术和方案应用的热点话题，从预测性维护和控制面板设备到全系列工业电源、传感器和安全产品，贸泽电子致力于提供种类繁多的工业自动化产品，以满足各类自动化解决方案需求。访问工业自动化解决方案-贸泽，及时了解更多工业自动化的先进技术和方案。
中国工业自动化现状
在科技进步和AI的影响下，当前工业自动化系统在工业生产中已经普遍取代了人工劳动，提高了生产效率和质量，节约的成本。控制器、变频器、伺服驱动器、工业无线传感器、HMI等先进技术得到了大量的应用，让整个工业生产过程变得更加智能、柔性。工业自动化系统应用广泛，需求庞大，尤其在汽车制造、电子产业、物流和制药等领域发挥了积极的作用，促进了数字化技术转型突破。
工业自动化系统是现代工业生产实现自动化、柔性化、数字化、智能化的基础手段，更是高端制造装备不可或缺的重要组成部分，是实现产业结构优化升级的重要基础。 工业自动化系统包含的产品种类繁多，从架构上划分为现场层、控制层和管理层，其中控制层主要负责理解与下达指令，一般包括 PLC、DCS、HMI 等控制元件；现场层主要包括各种传感器、执行机构、工业现场总线、分线模块等。管理层包括：工业以太网关、工业以太网交换机等网络控制组件。 作为国际知名的授权分销商，贸泽电子提供种类繁多的工业自动化系统级产品和配套电子器件，从现场层、控制层到管理层以满足客户的不同需求。产品类别包括，预测性维护、控制面板、控制器、安全产品、继电器、工业电源、传感器等各种所需器件。授权品牌：Omron Industrial Automation、TE Connectivity、Schneider Electric、Weidmuller、Siemens、IDEC等多种国际名品。
工业传感器应用方案
作为工业感知的典型代表，无线工业传感器已经成为工业生产领域的一种新兴的技术。通过感知温度、湿度、流量、压力等参数，帮助企业实现智能化的生产管理、调度。无线压力数据采集终端集数据采集，数据存储和无线通信等功能为一体，具有防腐防潮，低功耗，组网灵活，数据传输安全稳定等特点。传感器与云以及分析软件配合使工作人员能够了解生产过程状况，并简化查找设备存在的潜在问题，使得工作和流程更加高效，同时提高了制造产品的整体质量和可靠性。贸泽电子拥有丰富的工业传感器品牌，包括：Banner Engineering、Amphenol Advanced Sensors 、TE Connectivity等。
例如，在制药过程中，无线传感器可以通过监测温度、湿度等参数确保生产过程。此外，传感器还可以通过监测设备的运行状态，及时发现设备故障，从而提高生产效率。借助智能传感器，读取测量属性，提升工厂智能化水平。在严苛环境和条件下进行精确测量能够将传感技术的应用范围扩大到多种工业设备。
从数字信号输出的微型传感器到无线传感技术，TE Connectivity 提供了丰富的解决方案，助力数字化工业的实现。M5601无线压力传感器是一种高精度、24位ADC数字输出无线传感器，并具有电池监测功能。适合工业和智能工厂应用。采用不锈钢和PBT外壳，无需硬接线，通过蓝牙4.2无线通信提供远程过程控制和监控。压力端口的浸湿表面由耐腐蚀的不锈钢制成，端口设计不采用暴露于压力介质中的内部O型圈，具有出色的耐用性。
图1：TE Connectivity无线压力传感器 图源：贸泽电子
M5601变送器是面向工业测量、危险场合的液位和液体流速的理想选择，适用于恶劣的介质，例如：受污染的蒸汽、水和轻度腐蚀性液体，并且可以应用于远程和难以到达的位置、工厂过程控制以及能源产生和管理。无线传感器突破了传统的监测方法，在满足了灵活性、可靠性和安全性的同时，为工业实时监测监测降低了成本，为随机性的数据研究获取提供了便利。无线传感器所具有的低成本、灵活性高等优势已经在工业生产、系统监测、过程控制等场景得到应用。
工业电源应用方案
在生产过程中，许多设备需要通过自动化系统来实现精确的操作和控制，作为控制层的典型器件，工业电源作为设备的供电来源，需具备稳定可靠的特点，能提供稳定的电压和电流输出，确保自动化系统的稳定运行。此外，工业电源还需要适应特殊的工作环境，确保设备的正常运行。比如，冶金行业，高温、粉尘是常见的环境，而针对恶劣环境设计的电源可以在高温环境下正常工作，为设备提供持续稳定的电力输出。贸泽电子拥有多种工业电源品牌，例如：Phoenix Contact、Weidmuller、MEAN WELL、Bel Power Solutions等多种国际中高端的知名品牌。
作为系统运行的心脏，工业电源的工作状态很大程度上将决定系统的稳定性，因此需要对现场电源的输入电压，输出电压，输出电流，工作温度，使用寿命等关键运行参数进行监控，同时在故障发生前得到及时预警。 Phoenix Contact QUINT电源是三相、40A/20A电流和24VDC输出电源器件，这使电源与云间的通信更加方便。提高了整个工厂的透明度，有助于在早期检测、定位和纠正系统中的故障。QUINT电源的集成IO-link接口可以直接将电源连接到IO-link控制器，作为PROFINET和EtherNet/IP网关，通过内置接口将相关运行数据传输至自动化系统，进而提高预诊断功能监控水平。采用SFB技术，具备预诊断监控和可配置设置，确保系统可靠性，并可通过现场总线或 IO-Link 快速、轻松地集成到控制环境中或进行参数配置。
图2：Phoenix Contact QUINT电源 图源：贸泽电子
QUINT POWER还满足功能安全要求，确保系统运行安全。无论是并联运行还是连接不同的电压，一旦发生市电故障，电源均能可靠供电，出众的性能符合工业场景的应用。使用QUINT IO-Link电源，仅需依靠开关电源自身，就能使用IO-Link通讯协议，快速获取电源运行状态并实现对开关电源的远程操作。为数字化工业升级赋能。QUINT 电源所配备 IO-Link 和 SFB 技术，可显著提高生产效率、生产力和设备可靠性。强大的输出特性、预防性监控和坚固的结构等先进功能大大提高了整体设备效率，确保在工业环境中将停机时间缩短到最短，并实现最佳性能。
工业以太网应用方案
工业以太网作为监控系统的核心和重要设备，是在生产管控中心的重要组成部分。也是整个工业自动化架构的重要组成部分，对实现高效生产、指令调度、信息沟通以及提高企业生产效率起着关键的作用。在自动化工厂内不仅要求单体设备是智能的，而且要求工厂内的所有设施、设备与资源实现互通互联，以满足智能生产和智能物流的要求。通过工业以太网等通信网络，使工厂内外实现信息互通互联，形成全新的系统架构。
工业以太网交换机就是其中一个典型的应用设备，相对于标准的交换机，工业交换机具有耐高温性强、抗干扰性强、安全性高、支持更广泛的工业协议，其安全、高效、可靠的特点非常适合于智能制造等领域，例如，工业以太网交换机被广泛应用于制造业中的各种工业控制系统，如自动化生产线、端节点控制、数控系统等，能够提高制造过程的效率和精度。贸泽电子拥有多种工业以太网方案，例如： Murrelektronik、Molex、Advantech、MultiTech 、Schneider Electric等多种国际中高端的知名品牌。
图3：Advantech工业以太网交换机 图源：贸泽电子
作为行业的领先制造商，Advantech提供多种工业以太网交换机、路由器、光电转换技术，从快速以太网到千兆以太网，从双绞线到光纤及PoE等完整的产品方案。Advantech EKI-7428G交换机配备 24 个千兆以太网端口和 4 个万兆 SFP+ 端口。它们是服务器和监控应用（如高分辨率视频和图像）等需要高性能和大规模数据传输的大型网络的理想之选。非常适合需要高性能和大规模数据传输的服务器和监控应用的大型网络。 具备以太网供电功能，每个端口可提供高达30W功率，并通过以太网供电。非常适合需要 PoE 和更高速度的应用场景。
工业以太网交换机广泛应用于工业控制、智能制造、能源电力等领域。支持自动化系统中各种传感器、执行器、PLC等设备的数据通信，提高生产效率和质量。随着新兴技术的不断出现，如5G、物联网、边缘计算、区块链等，工业以太网交换机将会支持更多的新兴技术应用，以实现更高效、安全、智能的工业自动化系统发展趋势。
工业自动化新发展趋势
随着新一轮自动化技术变革的兴起，工业物联网、大数据、人工智能等技术正与经济社会各领域加速渗透融合。由于市场竞争对精细化成本管控的要求，设备的重要性越来越凸显，设备的维护对策也必然从响应式维护升级到预防性维护，并进一步升级到预测性维护。利用实时传感器数据、机器学习算法和建模，就可以检测到异常情况、早期老化迹象、降低服务损失的风险提高机器效率。通过最大限度地减少计划外停机时间、降低维护成本和优化效率。
预测性维护是一种不可或缺的工业自动化策略，它们对运营效率和设备有效性至关重要。随着自动化新技术的不断应用以及自动化技术的发展和智能化层度的不断提高，工业自动化将成为工业发展的重要方向。工业自动化是智能制造的发展趋势，具有巨大的市场前景和发展空间，随着人工智能、机器学习等技术的进一步发展将使得工业自动化系统更加智能化，能够自主决策和优化，实现精细化管理，这将更大层度地提高生产效率和降低能耗。自动化技术将根据现场应用情况的需求和应用不断创新，实现更加高效、灵活的自动控制系统，不断提高工作生产质量、效率。
人工智能技术可以应用到工业自动化的各个领域，如机器人控制、视觉检测、预测性维护等，提高工业自动化的智能化水平、柔性和效率。随着科技的不断进步和人工智能技术的不断应用，工业自动化会越来越普及。未来可以期待工业自动化技术的更快发展和应用，为工业生产带来更多的便利和效益。在追求智能化生产制造的目标过程中，工业制造企业有望借助新技术加速制造业数字化转型。
贸泽电子不断致力于工业自动化新产品、技术的推广，更多工业自动化的先进技术和方案，请访问网站：工业自动化解决方案-贸泽