随着物联网成为现实,制造商纷纷推出产品来帮助下一代运动系统的设计师。
物联网。人们已经写了很多关于它的承诺,它有可能彻底改变我们所做的一切,从给我们提供会说话的烤面包机和智能冰箱到超级互联的工厂。甚至在工业世界中也有类似的情况;即所谓的工业物联网(IIoT)。
当然,我们的梦想是将所有东西连接起来,从工厂底层机器上最低的轴承或传感器,一直到企业资源规划(ERP)系统,形成一个互联的整体。公司开始把碎片拼在一起。
影响物联网产品日益普及的一个重要因素是成本。许多技术不再是成本高昂,这使得设计师们能够通过低成本的传感器技术实现几乎任何东西的联网,解锁和存储以前无法获得的数据。
针对移动系统中物联网应用程序的一些最新版本的简要调查显示了一系列产品,从硬件设备到软件工具,如帮助将设备、组件和系统连接在一起的开发环境和网络应用程序。
IoT-enabled控制器
对于希望构建物联网运动系统的设计师来说,越来越多的制造商提供现成的解决方案。例如,欧姆龙提供他们新的NX1P机器自动化控制器,这是该公司的Sysmac自动化平台的核心。Sysmac平台通过软件创建各种应用功能,为生产操作带来集成和智能化。NJ/NX系列用于最先进的大型设备和下一代设备,通过利用先进的微调控制方面的专业知识,新的解决方案改善了生产过程。
NX1P为生产现场的物联网提供了先进的运动控制和网络环境,将先进的微调控制技术应用于中小型机器。这为设备制造商提供了向中小型生产机器添加先进、智能功能的能力,以及最先进的生产设备,以提高处理速度和准确性,并使用生产数据进行预测性维护。
NX1P有一个内置的EtherCAT端口,可以控制多达8个伺服系统,并提供至多4个同步轴的运动控制。它还具有电子凸轮功能连续和高速机器操作和插补精密加工,提高生产力和制造质量。
控制器提供广泛的物联网功能。数据可以通过EtherCAT和IO-Link从设备中收集,用于高附加值的制造。NX1P可以通过IO-Link主单元监控传感器数据,通过检测错误减少停机时间,并通过监控状态执行预测性维护。EtherCAT用一根电缆连接I/O设备、运动设备、视觉系统和安全控制器。通过监视连接部件的状态,可以检查机器信息。同时,以太网/IP可以实现与主机PC和不同机器控制器之间的数据共享。
内置PLC的LD指令执行时间为3.3 nsec,是同类产品中最快的。内置的EtherCAT主功能允许NX1P CPU执行高速运动控制和远程I/O控制。序列控制和运动控制集成在一个控制器中。内置的位置控制功能不仅减少了CPU和位置控制单元之间通信时间的损失,而且还减少了单元之间通信设置的复杂性。
NX1P符合IEC 61131-3标准编程和PLCopen (R)功能块用于运动控制。变量编程允许用户有效地创建复杂的程序。
内置传感器可以制造更智能的发动机
在单个组件层面,企业正在添加内置物联网功能。例如,今年早些时候ABB/Baldor宣布了他们新的智能传感器,该传感器集成到公司的电机中,用于收集和分析运行条件的数据。
正如ABB/Baldor电气公司打包解决方案总监Michael Offik PE解释的那样,“智能传感器实际上包括多个传感器和微处理能力。智能传感器测量温度,振动和一些其他关键参数,以确定电机的整体状况。ABB在感应电机方面数十年的经验使我们能够开发专有算法,将这些测量结果转化为电机的健康状况。”
智能传感器与电机机械连接,在新的Baldor电机上,它将简单地与两个螺丝连接。对于现有电机的改造,它被连接到一个安装支架与螺丝。理想情况下,传感器放置在电机朝向驱动端的一侧,长轴位于电机的轴向。
智能传感器的主要应用是任何低压工业电机,用户想要增加电机的正常运行时间,效率和操作寿命。(ABB/Baldor认为690 Vac及以下的电机是低压的。)
该智能传感器通过低能量蓝牙与智能手机通信。从这里开始,数据被传输到云端进行一些额外的处理,然后整体状况被发送回手机,并通过一个用户友好的应用程序显示。智能传感器只是一个监控设备,并不控制电机的动作。此外,ABB表示,它采用了最新的安全措施,以确保信息的安全和可靠,这是许多物联网应用的主要关注点。
物联网开发的软件工具
另一方面,有大量遗留的传感器、电机、机器和其他设备系统已经成为现有工业基础设施的一部分,但目前无法连接到工业物联网。这些遗留设备拥有宝贵的未开发数据,几乎每个企业和行业都需要这些数据来改善业务流程和决策。
Opto 22技术营销总监Matt Newton指出:“工业物联网是建立在不同资产之间无缝共享数据的理念之上的,目的是为企业寻找新的机会,使其更具竞争力。”
牛顿表示,实体世界和数字世界之间的通信中断正在减缓工业物联网的采用和推出。为了应对这种脱节,当前的工业物联网应用涉及网关层和中间件层,在物理世界和数字世界之间进行转换,这使得工业物联网难以充分发挥其优势。这就是Opto 22一直致力于的工作,即通过基于开放标准的互联网工具和技术来弥合通信鸿沟,使工业物联网架构扁平化。Opto 22平台使开发人员能够快速设计、原型和部署应用程序,将现有资产连接到工业物联网,并与其他连接的系统和资产共享其数据、能力和资源。
该公司新的RESTful (Representational State Transfer) API已添加到其工业可编程自动化控制器(pac)中,显著缩小了IT/OT差距,并承诺更快的工业物联网应用开发,减少了机器和系统设计的上市时间。以及更快的自动化和控制项目部署。实际上,他们已经向可编程自动化控制器(PAC)添加了一个安全的RESTful服务器和开放的、文档化的API。REST架构和技术是物联网固有的,对于基于web和移动的应用程序开发至关重要。
开发人员可以使用任何支持JavaScript对象符号(JSON)的编程语言,通过控制变量和I/O数据,获得对新的或遗留物理资产的安全编程访问。通过Opto 22 SNAP PAC可编程自动化控制器(PAC)的免费更新固件发布,RESTful API包括一个HTTP/S服务器,可以从任何HTTP/S兼容的客户端访问。
物联网无线微控制器
在电子硬件层面,像德州仪器(TI)这样的公司正在提供专门为物联网应用设计的新微控制器(MCU)。
该公司的新CC1350无线MCU旨在扩展物联网网络的功能。该MCU据说是行业中功率最低的双频无线MCU,支持sub - 1ghz和Bluetooth®低能量单芯片连接。作为TI的引脚对引脚和软件兼容的SimpleLink™超低功耗平台的一部分,新的SimpleLink双频CC1350无线MCU使开发人员能够从一个三芯片解决方案转移到一个微小的单芯片,同时降低设计复杂性,节省功耗,成本和板空间。CC1350的投币电池可提供长达20公里的无线传感器网络应用,以及建筑和工厂自动化、报警和安全、智能电网和资产跟踪。
CC1350无线MCU设计用于低功耗广域网(LPWAN),具有许多有用的功能。对于初学者来说,双频连接扩展了sub- 1ghz网络的功能,通过蓝牙低能耗实现,如信标、无线更新、智能调试和远程显示等。这与长期连接和超低功耗相结合,提供了0.7 uA的睡眠电流,允许超过10年的电池寿命。CC1350将ARM®Cortex®-M3核心集成在一个基于flash的4×4 mm QFN封装中。
开发人员可以使用低成本的SimpleLink CC1350无线MCU LaunchPad™开发套件开始设计系统,或者使用由TI的Code Composer Studio™集成开发环境(IDE)和IAR嵌入式工作台®支持的SimpleLink CC1350 SensorTag演示套件将传感器连接到云端。通过提供多种软件选项,包括点对点通信示例,TI还简化了开发过程,这样开发人员就可以使用小型、基于传感器的工具包,其中包括10个低功耗MEMS传感器,可以在不到3分钟的时间内连接到云。
光电子的22
www.opto22.com
ABB /美国保德电机集团
www.baldor.com
德州仪器(TI)
www.ti.com
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