Hvad er industriel kommunikation?
Udtrykket industriel kommunikation henviser til kommunikation mellem enheder, der anvendes i industriel automatiseringsteknologi. Det drejer sig om overførsel og udveksling af data og information til styring af maskiner og anlæg, primært inden for proces- og produktionsautomatisering. Industriel kommunikation er derfor grundlaget for en vellykket automatisering.
Enhederne er forbundet i netværk ved hjælp af standardiserede industrielle netværk, som enten kan være ledningsførte eller trådløse. Den tiltagende digitalisering viser, at højtydende kommunikationssystemer i stigende grad bliver det centrale nervesystem for anvendelsesområder som f.eks. Industri 4.0 eller det industrielle Internet of Things (IIoT).
Har du spørgsmål?
Kabler og ledninger
Stikforbindelser
Netværks- og distributionskomponenter
LAPP står for ekspertise
Industriel kommunikation hos LAPP betyder alt fra en enkelt kilde i over 40 lande. Det omfatter alt fra industrielle, robuste og højkvalitets kabler, ledninger, konfektioner, stikforbindelser og aktive komponenter til netværk af din fabrik, maskine eller anlæg til vores ekspertise på vej mod Smart Factory. Vi vejleder og rådgiver dig om din digitale transformation fra begyndelsen. Fra marken til virksomhedsniveau arbejder vi sammen med dig om at skabe en komplet netværksløsning, der giver pålidelig transmission af de største datamængder.
LAPP repræsenterer de højeste kvalitetsstandarder
Vi sikrer den højeste produktkvalitet. Selv en komponent, der kortvarigt svigter, kan medføre enorme omkostninger, hvis den får produktionen til at gå i stå. Du kan være sikker på, at vores forbindelsesløsninger er ideelle til krævende forhold og tilbyder maksimal pålidelighed, endda når de udsættes for kemiske, mekaniske og termiske belastninger.
LAPP står for innovation
Med vores produktinnovationer kan du succesfuldt gennemføre dine projekter og opnå en konkurrencemæssig fordel. Det er f.eks. tilfældet med vores overvågningsenhed til datakabler, ETHERLINE® GUARD. Det giver mulighed for optimal planlægning af vedligeholdelse, hvilket øger systemets tilgængelighed. Resultatet: reducerede vedligeholdelsesomkostninger og endnu et skridt i retning af Industri 4.0.
Takket være vores unikke ekspertise og dybdegående anvendelsesviden kan vi tilbyde dig skræddersyede løsninger til dine behov. Fra industrielle Ethernet-kabler med Fast Connect-forbindelse til Fieldbus-systemer, der overholder alle almindelige protokolstandarder, lige igennem til konfektionerede fiberoptiske kabler i henhold til kundens krav, finder vi den rigtige løsning til enhver anvendelse.
Datakommunikation leveret af LAPP – din forbindelse til fremtiden.
Hvad er automatisering?
DIN 19233 definerer automatisering som følger: “Udstyret af en enhed, således at den helt eller delvist fungerer som tilsigtet uden inddragelse af mennesker.”
Men hvad betyder det i detaljer? Lad os kigge nærmere på et produktionsanlæg. I automatiseret produktion udføres alle operationer, der tidligere blev udført af mennesker, uafhængigt af maskiner. Dette omfatter behandling, kontrol, håndtering af værktøj og arbejdsdele og mekanisk eller elektronisk kvalitetsovervågning.
Automatisering kan grundlæggende opdeles i 3 forskellige former: automatisering af individuelle arbejdsprocedurer (procedurautomatisering), automatisering af en specifik produktionsproces (procesautomatisering) eller automatisering af en hel fremstillingsproces (systemautomatisering).
Tekniske faciliteter er nødvendige for at gennemføre autonome produktionsprocesser. Det tekniske udstyr kommer fra områderne sensor/aktuator, regulering, kontrol, information, kommunikation, processtyring og/eller robotteknologi.
Fordele ved automatisering
Under disse omstændigheder tilbyder automatisering mange fordele. Dette inkluderer:
- Aflastning af mennesker fra mentalt krævende, monotont, anstrengende, farligt eller skadeligt arbejde
- Øget produktivitet
- Forøgelse af produkternes kvalitet
- Kortere produktionstider
- Reduktion af miljøbelastningen takket være en mere ressourceeffektiv drift af anlæggene
- Mere fleksibel produktion
- Forbedret nøjagtighed og undgåelse af fejl
Automatiseringspyramide
Automatiseringspyramiden repræsenterer den generelle kommunikationsstruktur for automatiseret produktion og klassificerer de forskellige IT-niveauer i industriel produktion.
Hvert niveau påtager sig sin egen opgave i automatiseret produktion og består af forskellige systemer, såsom sensorer på feltniveau. Antallet af niveauer varierer afhængigt af automatiseringsprocessen. Individuelle niveauer kan udelades eller grupperes sammen.
De enkelte systemer på det pågældende niveau og niveauerne selv udveksler oplysninger med hinanden. Udvekslingen af oplysninger inden for et niveau kaldes horisontal kommunikation; udvekslingen mellem de forskellige niveauer kaldes vertikal kommunikation.
| Nummer | Niveau | Anvendte systemer | Typiske opgaver |
|---|---|---|---|
| 1 | Feltniveau | Sensorer og aktuatorer | Indsamling af produktionsdata / udførelse af kommandoer |
| 2 | Styreniveau | Kontrolcomputer/PLC | Regulering af produktionsprocessen |
| 3 | Virksomhedsniveau | ERP-systemer | Grov produktionsplanlægning og ordrebehandling |
Sensorer eller aktuatorer på feltniveau kommunikerer udelukkende med det højere kontrolniveau. De programmerbare logiske controllere (PLC'er) på kontrolniveauet udveksler til gengæld deres data med virksomhedens ressourceplanlægningssystem (ERP) på virksomhedsniveau.
Inden for automatiseringspyramiden gælder, at jo højere et niveau er, desto højere er latenstiden, dvs. forsinkelsen i datatransmissionen mellem afsender og modtager. Samtidig stiger mængden af data, der skal transmitteres, støt.
| Niveau | Planlægningshorisont | Mængde af data | Latenstid |
|---|---|---|---|
| Virksomhedsniveau | Måned til år | Mbytes - Gbytes | 2-20 s |
| Styreniveau | Sekunder til timer | Bytes - Kbytes | 0,2 s |
| Feltniveau | Millisekunder | Bytes | 0,002 s |
Industri 4.0 og det industrielle Tingenes Internet har en indvirkning på den klassiske automatiseringspyramide og kræver mere sammenkobling og fleksibilitet. Pyramiden skulle i så fald tilpasses og i høj grad fladgøres for dette.
Oprettelse af et automatiseringssystem
Før vi beslutter os for at opsætte et automatiseringssystem, skal vi først tage et kig på den input-output-model, der ligger til grund for enhver automatiseringsopgave.
En fysisk variabel registreres af en sensor og videregives til kontrolcomputeren (funktion) som et indgangssignal. Den behandler signalet og sender et udgangssignal til en aktuator, som fungerer som et drivende element. De enkelte komponenter er forbundet med et kommunikationssystem.
Et automatiseringssystem består derfor af sensorer (1), sensor-aktuatorer (2), en kontrolcomputer (4) og et kommunikationssystem (3).
Oversigt over komponenterne i et automatiseringssystem
En sensor er en målesonde, der opfanger analoge fysiske værdier (mekaniske, kemiske, termiske, magnetiske eller optiske værdier) og omdanner dem til analoge eller digitale elektriske signaler.
"Enkle" sensorer genererer kun analoge signaler, som først skal omdannes til digitale signaler af en rumligt adskilt konverter (f.eks. I/O-system), før de kan kommunikere med kontrolcomputeren.
Smarte sensorer, også kendt som "intelligente sensorer", overtager den komplette signalforberedelse og -behandling og udsender digitale signaler. Dette gør det muligt for dem at kommunikere direkte med kontrolcomputeren.
Sensorer kan differentieres efter signaltype (analog sensor, digital sensor), måleprincip (optisk sensor, kapacitiv sensor osv.), tiltænkt anvendelse (sensorer i automatiseringsteknik, sensorer i luftfart osv.) og målt værdi (kraftsensor, temperatursensor osv.).
Driftsprincippet for aktuatorer er det modsatte af det for sensorer: en aktuator konverterer elektriske signaler fra styrecomputeren til fysiske variabler.
En aktuator omdanner elektriske impulser til tryk, lyd, temperatur, bevægelse eller andre fysiske variabler.
I henhold til konverteringsprocessen er aktuatorer opdelt i elektromekaniske aktuatorer, elektromagnetiske aktuatorer, pneumatiske aktuatorer, hydrauliske aktuatorer og andre.
Kontrolcomputeren eller den programmerbare logiske controller (PLC) styrer en proces eller delprocesser i et automatiseringssystem. De sensorer og aktuatorer, der kræves til styringen, kan enten tilsluttes direkte til PLC'en i processen eller via et bussystem. I større anlæg med flere underprocesser anvendes en separat PLC til hver underproces, som er forbundet med hinanden.
For at koordinere ressourcerne, dvs. hvilken maskine, der i øjeblikket behandler hvilken ordre, og som sandsynligvis vil være tilgængelig igen, koordinerer PLC med virksomhedsniveauet og driftsledelsesniveauet.
En PLC fungerer cyklisk, dvs. den aflæser værdierne for alle indgange i begyndelsen af en cyklus – så udfører den de gemte programmer og sætter udgange i slutningen. Cyklussen begynder derefter på ny – der er ingen ende på programmet.
Et velfungerende automatiseringssystem kræver et kommunikationsnetværk, der forbinder sensorer, aktuatorer og PLC med hinanden.
Et industrielt kommunikationsnetværk består af flere komponenter. Valget af komponenter afhænger af den tilsigtede anvendelse og andre faktorer:
Bør jeg vælge Fieldbus eller Ethernet som transmissionsteknologi? Hvilken netværkstopologi er den rigtige til min anvendelse? Derudover skal aspekter som f.eks. beskyttelsesfunktioner for medarbejdere, der bruger sensorer, tages i betragtning for at undgå personskader. Forskellige driftstilstande på maskinen, såsom normal drift, rengøring og reparation, har også indflydelse på udvælgelsen af komponenter.
Hos LAPP modtager du komplette kabelførings- og forbindelsessystemer til integreret netværk på sensor/aktuator- og kontrolniveau lige til lagerstyringssystemet.
- LAN-kabler og industrielle Ethernet-kabler til Ethernet-teknologi – produkter fra vores ETHERLINE®-mærke
- Fiberoptiske kabler til optisk datatransmission – produkter fra vores HITRONIC®-mærke
- Datakabler og Fieldbus-komponenter til datatransmission – produkter fra vores UNITRONIC®-mærke
- Industrielle stik – produkter fra vores EPIC®-mærke
- Administrerede og ikke-administrerede switche – produkter fra vores ETHERLINE®-mærke
- Udvidet portefølje af administrerede og ikke-administrerede switches eksklusivt til vores svenske og danske kunder
Styring og regulering i automatiseringsteknologi
I automationsteknologi er begreberne styring og regulering af central betydning.
Når det drejer sig om kontrol eller kontrolteknologi, er målet at påvirke udgangsværdier i tekniske systemer i overensstemmelse med angivne indgangsværdier. Der er ingen feedback her, dvs. handlingsforløbet er ikke selvstændigt.
Et eksempel på et kontrolsystem er opvarmningskontrolsystemet i en bygning. Udendørstemperatursensoren sørger for at starte opvarmning i et rum afhængigt af udendørstemperaturen. Der tages ikke hensyn til eksterne påvirkninger som f.eks. et åbent vindue i rummet.
Når det drejer sig om regulerings- eller reguleringsteknologi, er målet at holde fysiske variabler (reguleringsvariabler) i tekniske systemer konstante på trods af påvirkningen af ekstern interferens (interferensvariabler) eller at spore den kronologiske udvikling af specifikke variabler (vejledende variabler) så præcist som muligt. Reguleringskredsløbet er selvstændigt, dvs. der er feedback.
Et eksempel på regulering i automatiseringsteknologi er et automatisk klimaanlæg i et køretøj. Den holder køretøjets indre temperatur konsekvent på det krævede niveau på trods af eksterne påvirkninger (f.eks. sollys).