数字化安全通信


日期:2017/10/24 来源:MM《现代制造》

工业4.0向世人展示了许多技术解决方案,可以满足企业生产中不断提高的柔性化的、个性化的以及高效生产方面的要求。因此,各家企业通过在生产中使用数字化、网络化的系统方案来保持长期的竞争性。菲尼克斯电气抓住了工业4.0的优势,将它们转换到有前瞻性的生产中,以满足实际需求。公司一共在六个领域内对其定义,目的在于高度柔性、生产力、质量和经济性。即数字化的、安全的通信方式,它的框架条件可以自主调节。它安装简单,便于操作,可以高效利用资源。

图1 菲尼克斯电气智能生产单元        

所有重要信息以数字化的模式提供,并与参与生产的生产部门相连是实现工业4.0的前提。在数字化数据中,可以找出任何时间点的最佳价值。人、对象和系统的结合形成了动态并可以自己组织的价值网络。它们可以参照不同的标准进行优化,比如成本,可支配性或资源消耗方面。智能的机电一体化系统,可以通过公共或私人网络设备,在全世界和企业内部进行数据交换。这种基于以太网和互联网的通信方式,提供了生产的高度可支配性。同时,也为柔性提供了基础,并自主优化生产流程。因此,就必须要求在任何情况下,都可以进行可靠的数据传输,即在发生电子设备干扰和未经授权的陌生访问时受到保护。

符合工业4.0要求的生产线

现今如何实现工业4.0,这已经体现在了菲尼克斯电气广泛的生产范围中:元件、系统和解决方案。首先,这需要企业对自身的机械制造有着深度的认识以及多年来一直拥有满足、了解工业4.0机械和设备要求的自动化专家,因为他们有着丰富的专业知识。因此,在德国巴特皮尔蒙特设立了一条生产线,生产6 mm宽的分离放大器,它可以使信号无干扰的传输。

图2 只有当所有相关数据以数字形式保存,并且单个机械间都以端到端通信时,智能化生产才能在未来得以实现

通过产品、操作工人与机器间的交流,从而优化生产设备的生产流程。一条生产链中的端到端的物流线,以及改装生产中98个不同生产变量的时间,都有助于有效的生产运作。在订购分离加强器时,客户可以直接在网上通过软件进行选择,比如选择“输入”或“输出”型号的方式。通过这种方式产生了超过1000种不同的模块版本。为此,不仅在大批量生产时,同样在从5~480件的小批量生产时,考虑到量产的成本,都会要求工人和机器快速和经济的生产。

从还未装配印刷的电路板到完成产品包装是一条漫长的生产流程。在涂上锡膏和SMD装配件后,设备中每四个印刷电路板都会由一个单独组件通过正确指令来进行检查。最多154个小元件,比如电阻,电容和二极管位于一个印刷电路板上。焊接之后,冲床将印刷电路板分离。接着,它会被放到一个工件架上,被带入工业4.0设备的循环中。在生产线上同时环行着约20个工件架,因此,处于经济性制造的目的,员工必须充分使用它们。

广泛的测试

首先,在生产流程的小型循环中要求安置工件架;通过标签激光扫过之后,在铣削处留空,完成外壳部分;装入印刷电路板,并与外壳相结合;紧接着是生产流程中的大循环,在通常所说的焊接门中,外壳与印刷电路板焊接在一起,现在模块完成了所有的功能性;在下游编程环节,工件架依靠探测头通过一个气缸握取相应的固件;接下来,它将接受高压和电气最终测试。

有针对性的信息

当生产线上被分配到一个任务时,首先是确定工作计划。一旦在工具架上找到产品,RFID标签便连接为整体系统做准备的信息。它包括指令,实行哪些进行材料检查,以及哪些固件是必须要实施的。机械操作员在他的工作台上,完成每个模块三次的接触,每次完成不同的任务。例如,他挑出RFID芯片,为的是将已完成生产材料的印刷图与屏幕上所显示的规定值做比较。

图3 无论是否要编辑固件或进行电气测试:装配编程或探测头都只需少量的操作

图4 员工在工作台内,只需使用当前工作步骤所需的信息

整个系统通过RFID标签了解单个产品的加工状态。屏幕上只显示员工操作当前任务时所需的信息或选择。通过材料与设备控制间的通信交流,员工可以掌握由繁多参数带来的高度复杂性。正因为会获得协助,所以工作可以确保无误和快速的完成。

小批量生产的可能性

正如菲尼克斯电气所展示的,他们的设备如今已相当柔性化。因为人类和机械可以理想的共同工作,并经济的进行小批量生产。那么,将工厂完全网络化,以及实施相关产能增长是否是必须的?为了可以利用未来工业制造中的优势,实际所需材料,必须与以数字化数据为基础的生产流程相沟通交流。

为了达到这个目的,参与的产品在其生产过程中,必须与单个工作站一样端到端数字化。这样员工才能在辅助系统的支持下,经济的操作复杂的生产设备。此外,无论是数据交换还是通信设计的内容都必需符合生产设备。另外,想令未来生产区能够持续获得成功,那设计标准和指导方针就必须是开放的,这样才能更改框架条件和覆盖新的商业模式。

与云相连的现代化测量技术

测量技术 传感器技术Wiedemann(STW)公司为客户提供了现代化的云技术,可以将数据进行存储、处理、描述和集成。STW提供自动化、网络化和电气化的系统解决方案。数据管理和网络化是传感器和测量系统数据写入的前提,通过互联网连接,将数据转发到服务器,这样在全球范围内都可以检索到数据。STW运用现有的专业知识和Cumulocity公司的技术,实现了云解决方案。

过程值一览

DISPLAY(显示器) 越来越多的透明显示设备和服务信息现场都是通过IFM电气新的IO链接显示的。它可以同时提供四个测量值或文本,仪器还为自由文本提供四个提示窗口。此外,在操作时,显示器允许一个灵活的调整显示,兼容IO链接1.1,可以顺利与市面上任何IO链接结构相连。IO链接显示器E30391可以显示过程值、自由定义文本和信号报告,例如,设备中的OQ指令提供了柔性的解决方案。仪器最多可以显示四个分配过程值以及警报和警告信息。文本和背景的明文及变色使人们一目了然。操作者利用按键完成SPS操控或者反馈报告。