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工业4.0/IIoT准备就绪
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解决方案 工业4.0/IIoT准备就绪

工业4.0 / IIoT(物联网)

用于工业物联网(IIoT)的编码器和滑环

在实践中实施IIoT概念是每个开发工程师的核心挑战之一。对个别概念的定义是第一步。具体而言,这意味着:应该使用IIoT提供的哪些可能性?除了广泛的 "工业4.0/IIoT就绪 "的编码器和滑环外,库伯勒还在实施过程中提供支持。

工业4.0 / IIoT(物联网)

用于工业物联网(IIoT)的编码器和滑环

在实践中实施IIoT概念是每个开发工程师的核心挑战之一。对个别概念的定义是第一步。具体而言,这意味着:应该使用IIoT提供的哪些可能性?除了广泛的 "工业4.0/IIoT就绪 "的编码器和滑环外,库伯勒还在实施过程中提供支持。

工业4.0/IIoT准备就绪

网络化和智能化的产品是IIoT的先决条件。它们能够说:"我是谁,我在哪里,我的感觉如何。"
"工业4.0/IIoT就绪 "意味着除了编码器的经典测量任务和测量值的传输,除了滑环的电力、信号和数据的传输,符合工业4.0/IIoT概念要求的产品还必须提供进一步的功能,以便将产品联网,收集或传输额外的信息。

连接性

连通性是指沟通额外信息和/或被纳入网络的能力。
信息和/或集成到一个网络中。这可以采取
额外接口的形式,如OPC-UA(例如,用于额外的边缘通信)或工业以太网通信。
边缘通信)或工业以太网通信,以及
以及一个数字接口,如 "BISS "或 "SCS开放链接"。

识别

识别是指通过电子数据表/电子铭牌传输技术信息的能力。
此外,还可以传输关于机器的进一步信息(例如,关于安装编码器的信息)。基本上,所有的资产管理应用中所需要的信息都记录在这里。

诊断功能

诊断功能提供关于产品状况的相关信息(如错误信息)或关于应用的间接信息。
例如,一个集成的温度传感器可以指示允许的工作温度范围已被超过。或者集成振动传感器提供关于动力系统轴承状况的信息。
特别是高度集成的无轴承系统可以在这里提供可靠的信息。工业以太网编码器中的日志和时间戳功能使得创建寿命柱状图成为可能。

适应性

适应性可以在两个层面上体现。
在操作层面,编码器的参数/设置可以在操作过程中改变,例如,优化设置过程或通过数字信号处理消除测量误差。软件更新可以在任何时候在系统层面上进行。

实现工业4.0/IIoT的功能范围可以在后期进行扩展,以保证
系统的未来可行性。因此,所有库伯勒现场总线和工业以太网编码器都具有固件更新功能。。

编码器 - 工业4.0/IIoT就绪

        编码器需要哪些功能来实现 "工业4.0/IIoT就绪",取决于整体概念。这里的决定性因素是分配给编码器的角色。无论是作为工业4.0/IIoT对象(资产)的一部分,还是作为一个独立的对象。这决定了编码器是否必须有自己的管理壳或被集成到一个现有的管理壳中。

        拥有自己的管理壳的编码器不仅有 "现场级 "的功能,而且还有 "控制级 "或直接 "边缘通信 "的功能。例如,在最高配置级别中,我们说的是带有集成网络服务器和额外OPC-UA协议的工业以太网编码器。

        然而,在大多数情况下,编码器被集成在一个资产内,如传动系。然后,工业4.0/IIoT对象是一个由电机、齿轮单元、编码器、制动器、变频器等组成的驱动轴。在这种情况下,问题就来了,对象中的哪一个元素应该是管理外壳,同时接管管理功能。编码器可以完成这个角色(完全或部分),因为电子数据表不仅包含编码器本身的信息,还包含整个动力系统的信息。这些信息例如是电机数据、位置信息等。原则上,管理壳代表了产品(数字孪生)和技术功能的虚拟表现。这使得大量的使用案例成为可能,从模拟到资产管理。

滑环--工业4.0/IIoT的推动者

        当涉及到将电力、信号和数据以及其他介质(如压缩空气或液压)从系统/机器的固定部件传输到旋转部件时,滑环是最佳解决方案。

        用于传输工业以太网的滑环确保工业4.0/IIoT概念可以在机器的每个角度实现。对于需要最大可用性的应用,库伯勒还提供非接触式解决方案。滑环是复杂机器的高度集成部件。这使它们能够提供特别多的关于机器状况和维护要求的可靠信息。因此,库伯勒将滑环作为 "工业4.0/IIoT的推动者",并将传感器系统集成到其智能滑环中,不占用额外的宝贵安装空间。对轴的运动、振动和温度的精确测量和监测,加上寿命柱状图的存储,为状态监测提供了所有必要的信息。资产管理功能得到了机器特定的电子数据表的支持。两者对于实施有效的预测性维护都很重要,并且还能实现新服务,如 "产品即服务(PaaS)"。因此,滑环从一个被动的传输元件转变为工业4.0/IIoT的一个主动组件。

使用案例


工业物联网开辟了新的视角和新的商业理念。与目前主要以设备为导向的自动化世界相比,工业4.0/IIoT提供了一个完整的系统视图。此外,该技术实现了独立于制造商的设备数据访问,额外的标准化服务和简化的设备管理。实施应逐步进行,并以实际应用或实施(用户案例)为基础。因此,我们建议首先定义各个用户案例,然后再规划技术实施。

必须从三个角度看待用户案例。
从设备制造商、服务合作伙伴(安装、调试和维护)和运营商(工厂主)的角度。
尽管预测性维护在工业4.0/IIoT的实际实施中经常被提及,但它只是众多用户案例中的一个。特别是案例的定义显示了工业4.0/IIoT的多功能优势。


我们把用户案例分为以下几个方面:

资产管理

这是关于带有技术数据表、功能描述和位置信息的系统描述,但也是关于直接引用云中的信息,如CAD数据和生命周期信息。简而言之,你需要做一个数字孪生的一切。

互操作性

包含从独立于系统和跨系统通信到云通信的所有过程。因此,单个设备和云(设备云和系统云)都成为OT(运营技术)和IT(信息技术)之间通信的一个组成部分。

诊断/数据追踪

通过测量、监测和可视化关键过程,数据被收集、评估并提供给大数据。这些数据可作为预测性维护或能源管理的基础,也可用于模拟或更有效地安装设备、机器和工厂。

一个机器或工厂的不同阶段,用例由此产生。


案例1

用工业以太网编码器调试动力总成


         在工业4.0/IIoT的框架内,可以轻松实现有效、快速和无差错的安装和调试。
         存储在编码器 "管理壳 "中的电机和编码器的电子铭牌,以及关于工作范围、最高速度、最高温度和安装位置的信息,为用户提供了关于安装的所有重要信息。
         操作说明、手册和CAD数据的链接也直接存储在编码器中,因此可以很容易地从库伯勒服务器中检索到。最新的软件版本或特定应用的参数化可以通过额外的OPC-UA接口直接从设备云端下载,而不需要通过控制器。

         这些数据可以被传输到支持生产计划的资产管理系统中。相应的模拟也可以提前运行,以排除可能的规划错误。在调试期间,编码器本身可以例如支持ZVEI 4.0驱动概念中描述的示波器功能,例如用于快速和简单地定义特定的触发条件。错误记忆和广泛的警告和状态信息支持故障排除。

案例2

作为产品即服务(PaaS)的滑环

         对于几乎每台机器来说,将停机时间降到最低是非常重要的。这些往往受到所安装的滑环维护周期的影响。由于滑环是机器的高度集成部件,维护或修理也相应地变得非常重要。
         库伯勒有相应的解决方案:由于滑环中集成了传感器系统,可以实现状态监测功能。操作状态,如转数、最高和平均速度、温度、使用寿命、冲击和振动等都被记录和存储。这导致了对轴的广泛监测。捕获的数据然后直接传输到云端,作为预测性维护的基础。评估后的数据可用于计划和实施由库伯勒服务团队管理的滑环的定期维护。这确保了整个系统的最大可用性。客户不仅购买了产品,而且通过库伯勒提供的服务(从安装、调试到维护或修理),在 "PaaS "的意义上保证了永久可靠的传输。

智能滑环--IIoT的推动者
智能滑环--IIoT的推动者

用于工业以太网传输的滑环也确保工业4.0/IIoT概念可以在机器的每个角度得到实施。

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21.11.2019
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宣传册

工业4.0/IIoT准备就绪