Vad är industriell kommunikation?
Termen industriell kommunikation avser kommunikation mellan enheter som används i industriell automationsteknik. Det handlar om överföring och utbyte av data och information för styrning av maskiner och anläggningar, främst inom process- och produktionsautomatisering. Därför är industriell kommunikation grunden för framgångsrik automatisering.
Enheterna är sammankopplade med standardiserade industriella nätverk, som kan vara antingen trådbundna eller trådlösa. Den ökande digitaliseringen visar att högpresterande kommunikationssystem i allt högre grad blir det centrala nervsystemet för applikationsområden som Industri 4.0 eller Industrial Internet of Things (IIoT).
Har du frågor?
Kablar och ledare
Kontaktdon
Nätverks- och fördelningskomponenter
patchcords
LAPP står för excellens
Industriell kommunikation på LAPP innebär allt från en enda källa i över 40 länder. Detta omfattar allt från industriella, robusta och högkvalitativa kablar, ledare, monteringar, kontaktdon och aktiva komponenter för nätverkande av din fabrik, maskin eller anläggning, till vår expertis på vägen mot den smarta fabriken. Vi vägleder och ger råd om din digitala omvandling från första början. Från fältet till företagsnivån arbetar vi tillsammans med dig för att skapa en komplett nätverkslösning som ger tillförlitlig dataöverföring av de högsta datavolymerna.
LAPP står för högsta kvalitetsstandarder
Vi säkerställer högsta produktkvalitet. Även en komponent som går sönder en kort stund kan orsaka enorma kostnader om den leder till produktionsavbrott. Du kan vara säker på att våra anslutningslösningar är idealiska för krävande förhållanden och erbjuder maximal tillförlitlighet även om de utsätts för kemiska, mekaniska och termiska belastningar.
LAPP står för innovation
Med våra produktinnovationer kan du framgångsrikt genomföra dina projekt och få en konkurrensfördel. Detta är till exempel fallet med vår övervakningsenhet för datakablar, ETHERLINE® GUARD. Detta möjliggör optimal underhållsplanering, vilket ökar systemets tillgänglighet. Resultatet: minskade underhållskostnader och ytterligare ett steg mot Industri 4.0.
Tack vare vår unika kompetens och våra detaljkunskaper om applikationer, kan vi erbjuda dig skräddarsydda lösningar för dina behov. Från industriella Ethernetkablar med Fast Connect-anslutning till fältbussystem som uppfyller alla vanliga protokollstandarder, till monterade fiberoptiska kablar enligt kundens krav - vi hittar rätt lösning för varje applikation.
Datakommunikation från LAPP – din anslutning till framtiden.
Vad är automation?
DIN 19233 definierar automatisering enligt följande: ”Utrustning av en enhet så att den helt eller delvis fungerar som avsett utan att människor involveras.”
Men vad betyder detta i detalj? Låt oss ta en titt på en produktionsanläggning. Vid automatiserad produktion utförs alla arbetsmoment som tidigare utfördes av människor självständigt av maskiner. Detta inkluderar bearbetning, styrning, hantering av verktyg och arbetsstycken och mekanisk eller elektronisk kvalitetsövervakning.
Automatisering kan i grund och botten delas in i 3 olika former: automatisering av enskilda arbetsförfaranden (procedurautomatisering), automatisering av en specifik produktionsprocess (processautomatisering) eller automatisering av en hel tillverkningsprocess (systemautomatisering).
Tekniska faciliteter krävs för att genomföra autonoma produktionsprocesser. Den tekniska utrustningen kommer från områdena givare/aktor, reglering, styrning, information, kommunikation, processstyrning och/eller robotteknik.
Fördelar med automation
Under dessa förhållanden erbjuder automatisering många fördelar. Detta omfattar:
- Att befria människor från mentalt krävande, monotont, ansträngande, farligt eller skadligt arbete
- Ökad produktivitet
- Ökar kvaliteten på produkterna
- Kortare produktionstider
- Minskad miljöpåfrestning genom mer resurseffektiv drift av anläggningarna
- Mer flexibel produktion
- Ökad noggrannhet och undvikande av fel
Automationspyramid
Automationspyramiden representerar den allmänna kommunikationsstrukturen för automatiserad produktion och klassificerar de olika IT-nivåerna inom industriell produktion.
Varje nivå tar sig an sin egen uppgift i en automatiserad produktion och består av olika system, t.ex. givare på fältnivå. Antalet nivåer varierar beroende på automatiionsprocessen. Enskilda nivåer kan utelämnas eller grupperas samman.
De enskilda systemen på respektive nivå samt nivåerna själva utbyter information med varandra. Informationsutbytet inom en nivå kallas horisontell kommunikation; utbytet mellan de separata nivåerna kallas vertikal kommunikation.
| Siffra | Nivå 1 | System som används | Typiska arbetsuppgifter |
|---|---|---|---|
| 1 | Fältnivå | Givare och aktorer | Insamling av produktionsdata/utförande av kommandon |
| 2 | Kontrollnivå | Styrdator/PLC | Reglering av produktionsprocessen |
| 3 | Företagsnivå | ERP-system | Grov produktionsplanering och orderhantering |
Givare eller aktorer på fältnivå kommunicerar uteslutande med den högre kontrollnivån. De programmerbara logiska styrenheterna (PLC) på styrnivån utbyter i sin tur sina data med företagets resursplaneringssystem (ERP) på företagsnivå.
Inom automationspyramiden innebär ju högre en nivå, desto högre fördröjning, dvs. fördröjningen i dataöverföring mellan sändare och mottagare. Samtidigt ökar mängden data som ska överföras stadigt.
| Nivå 1 | Planeringshorisont | Datamängd | Latens |
|---|---|---|---|
| Företagsnivå | Månad till år | Mbytes – Gbytes | 2-20 s |
| Kontrollnivå | Sekunder till timmar | Bytes – Kbytes | 0,2 s |
| Fältnivå | Millisekunder | Bytes | 0,002 s |
Industri 4.0 och det industriella sakernas internet påverkar den klassiska automationspyramiden och kräver mer sammankoppling och flexibilitet. Pyramiden skulle behöva anpassas och avsevärt plattas för detta.
Upprättande av ett automatiseringssystem
Innan vi ägnar oss åt att sätta upp ett automatiseringssystem, låt oss först ta en titt på inmatnings-utmatningsmodellen som ligger till grund för varje automatiseringsuppgift.
En fysisk variabel registreras av en givare och överförs till styrdatorn (funktion) som en ingångssignal. Den bearbetar signalen och överför en utgångssignal till en aktor, som fungerar som ett drivelement. De enskilda komponenterna är anslutna via ett kommunikationssystem.
Ett automationssystem består därför av givare (1), aktorer (2), en styrdator (4) och ett kommunikationssystem (3).
Översikt över komponenterna i ett automatiseringssystem
En givare är en mätsond som fångar upp analoga fysikaliska värden (mekaniska, kemiska, termiska, magnetiska eller optiska värden) och omvandlar dem till analoga och digitala elektriska signaler.
"Enkla" givare genererar endast analoga signaler, som först måste omvandlas till digitala signaler av en rumsligt separerad omvandlare (t.ex. I/O-system) innan de kan kommunicera med styrdatorn.
Smarta givare, även kända som "intelligenta givare", ansvarar för hela signalberedningen och -bearbetningen och avger digitala signaler. Detta gör att de kan kommunicera direkt med styrdatorn.
Givare kan differentieras enligt typ av signal (analog givare, digital givare), mätprincip (optisk givare, kapacitansgivare etc.), avsedd användning (givare inom automationsteknik, givare i flygteknik etc.) och uppmätt värde (kraftgivare, temperaturgivare etc.).
Funktionsprincipen för aktorn är den omvända mot givarens funktionsprincip: en aktor omvandlar elektriska signaler från styrdatorn till fysiska variabler.
En aktor omvandlar elektriska impulser till tryck, ljud, temperatur, rörelse eller andra fysiska variabler.
Enligt omvandlingsprocessen är aktorer uppdelade i elektromekaniska aktorer, elektromagnetiska aktorer, pneumatiska aktorer, hydrauliska aktorer och fler.
Styrdatorn eller programmerbar logisk styrenhet (PLC) styr en process eller delprocesser i ett automationssystem. De givare och aktorer som krävs för styrningen kan antingen anslutas direkt till PLC i processen eller via ett bussystem. I större anläggningar med flera underprocesser används en separat PLC för varje underprocess, dessa är sammankopplade med varandra.
För att samordna resurserna, dvs. vilken maskin som för närvarande bearbetar vilken beställning och som sannolikt kommer att finnas tillgänglig igen, samordnar PLC med företagsnivån och driftshanteringsnivån.
En PLC fungerar cykliskt, dvs. den läser värdena för alla ingångar i början av en cykel – kör sedan de sparade programmen och ställer in utgångarna i slutet. Cykeln börjar sedan på nytt – det finns inget slut på programmet.
Ett fungerande automationssystem kräver ett kommunikationsnätverk som ansluter givare, aktorer och PLC till varandra.
Ett industriellt kommunikationsnätverk består av flera komponenter. Valet av komponenter beror på avsedd användning och andra faktorer:
Vill jag ha fältbuss eller Ethernet som överföringsteknik? Vilken nätverkstopologi är rätt för min applikation? Dessutom måste aspekter som skyddsfunktioner för anställda som använder givare, beaktas för att undvika personskador. Olika driftslägen för maskinen, såsom normal drift, rengöring och reparation, har också ett inflytande på valet av komponenter.
På LAPP får du kompletta kabelinstallations- och anslutningssystem för integrerade nätverk på givar/aktor- och styrnivå hela vägen till lagerhanteringssystemet.
- LAN-kablar och Industrial Ethernet-kablar för Ethernet-teknik – produkter från vårt varumärke ETHERLINE®
- Fiberoptiska kablar för optisk dataöverföring – produkter från vårt varumärke HITRONIC®
- Datakablar och fältbusskomponenter för dataöverföring – produkter från vårt varumärke UNITRONIC®
- Industriella kontaktdon – produkter från vårt varumärke EPIC®
- Managed och unmanaged switchar – produkter från vårt varumärke ETHERLINE®
Styrning och reglering inom automationsteknik
Inom automationstekniken är begreppen styrning och reglering av central betydelse.
När det gäller styrning eller styrteknik är målet att påverka utgångsvärden i de tekniska system i enlighet med angivna ingångsvärden. Här finns ingen återkoppling, d.v.s. åtgärdsförloppet är inte självständigt.
Ett exempel på ett styrsystem är värmesystemet i en byggnad. Utomhustemperaturgivaren slår på uppvärmningen i ett rum beroende på utomhustemperaturen. Yttre påverkan som t.ex. ett öppet fönster i rummet beaktas inte.
När det gäller reglerings- eller reglerteknik är målet att hålla fysiska variabler (regleringsvariabler) i tekniska system konstanta, trots påverkan av yttre interferens (interferensvariabler) eller att spåra den kronologiska utvecklingen av angivna variabler (styrningsvariabler) så exakt som möjligt. Regelkretsen är fristående, d.v.s. det finns återkoppling.
Ett exempel på reglering inom automationsteknik är ett automatiskt luftkonditioneringssystem i ett fordon. Det håller fordonets inre temperatur konsekvent på den önskade nivån trots yttre påverkan (t.ex. solljus).