IO-Link使状态监控变得容易

状态监控被认为是高度复杂的，并且总是与高投资相关。但IO-Link并非如此。本文的主题是IO-Link如何使您轻松地设置独立于机器控制系统的监控网络。换句话说：在这里，您获得了“状态监测启动的工具包”。

什么是状态监控？

在讨论如何在生产中构建基本的状态监控系统之前，我们必须解释状态监控的含义及其工作方式。

定义

电子简编的德语在线词典提供了一个普遍有效的，可理解的状态监控的定义:

“状态监控意味着对进程状态的持续监测或面向状态的维护。其目的是连续记录、传输和评估机器与过程的状态。数据不断生成、处理和传输。在较大的状态加快系统(CMS)中，数据必须在全球范围内传输和合并，这就需要相应足够大的带宽。”

传输大量数据是一个挑战，需要创新的解决方案。在这方面，未来几年将在德国建立的新5G网络(特别是工业物联网IIOT)是非常有前景的。我非常兴奋的在跟踪这个项目的进展情况。但是回到主题…

状态监测与传统方法的区别是什么?

定期对机器和厂房进行常规检查。这意味着即使没有必要也要进行检查。在相反的情况下，检查是必要的，因为不进行检查就会缺乏对工厂状况的了解。采用这种方法，既不能记录长期的发展趋势，也不能记录短期或临时的事件。

另一方面，状态监视则是不断地实时捕获状态信息。它有记录，有完整的长期的、突发的及瞬间的状态变化的文档。与长期失效的系统相比，可以及早发现可能的失效，从而降低成本。

状态监测的标准参数有温度、振动、位置、电平、湿度、频率。

状态监测允许在设备运行期间通过永久监测设备的状态进行维护。通过减少停机时间和更有针对性地部署人员，可以大大降低费用。

开源与专用软件

你可以用不同的方式实现CMS。这些解决方案可以分为专用解决方案(即连接到系统或制造商)和开源解决方案。后者支持不同提供者的硬件和软件的组合。这些开源解决方案的优点是弹性的概念、大量可选的制造商和组件，以及较低的许可费用。

通信标准IO-Link支持开源解决方案。使用IO-Link，不同的过程数据可以从传感器级传输到控制级。

从传感器到可视化 - 状态监测组件启动工具包

下面的组件演示了为工业应用程序组装CM系统是多么容易。其核心部件是IO-Link主站，它可以用来建立独立于机器控制的监控网络。这提供了从现场级到您选择的网关的数据，从而支持可靠的状态监视。另外如果您使用了智能传感器，您将可通过持续的诊断获得更详细的结果。

供电
- 来自Balluff的带IO-Link接口的智能Heartbeat®电源，根据已使用寿命和负载情况，计算其剩余寿命，并将其报告给控制系统。根据这个预测，你可以在断电前更换电源。通过IO-Link读取电压和电流，并根据执行器与系统的连接情况给出反馈。
传感器
- 流量传感器:热流量传感器BFF0001等可以检测泵性能下降或过滤器堵塞。在超过一定限制的时候，可以专门清洗或更换过滤器。
- 压力传感器:它们可以检测管道中的泄漏，从而检测液体的流失，从而进行特殊的维护。
- 温度传感器:例如，传感器连续测量电机的温度。如果测量的温度偏离指定的工作温度，可以采取对策，以防止机器停机。
- 具有自我诊断功能的传感器技术:例如，BOS 21M ADCAP光电多功能传感器可以记录工作条件，收集和处理信息，并通过IO-Link传输比开关信号更多的数据。由于其内置的诊断功能，它可以在早期阶段就检测到不正常情况，如污染或频率不正常。
现场模块
- 网络模块，如带有Profinet和Ethernet/IP的Balluff IO-Link主站模块，收集现场级的信号。连接在网络中的任何计算机都可以通过Balluff主站集成的web服务器交换数据。
网关 - 硬件
- 树莓派或类似产品:商用的树莓派接收来自评估单位的数据并进一步处理。接收到的数据可以用软件在计算机单元上进行可视化和归档。传感器和执行器也可以被控制和参数化。
- Windows PC:连接到个人电脑与Windows操作系统也是可能的。优点:熟悉微软操作环境，熟悉Excel等软件。
- 服务器(虚拟机):你可以使用现有的服务器作为网关，允许从任何网络去访问。
数据采集和可视化
- NodeRed(软件):基于web的编程工具集数据处理和可视化于一身。它的优点是提供了许多到云服务、数据库、硬件、OPCUA和许多其他APIs的接口。图形化开发工具使得根据模块化原则构建单独的仪表板成为可能。NodeRed也是开源软件，不需要支付任何许可费。例如，节点服务器可以在树莓派上启动。
- 微软Excel/微软Power BI(软件):使用可能是最知名的计算程序Excel，你可以创建简单的仪表板。您可以使用Power Query从IO-Link主服务器接收/请求数据。另一方面，Power BI可以用来设计专业的仪表盘。
塔灯（硬件）
- Balluff的SmartLight智能塔灯可以通过IO-Link参数化，由于其有多种运行模式，非常适合可视化过程状态的显示。
  
  生产过程的可视化
  
  在一个紧凑的样品箱中的状态监视和可视化

构建自己的状态监控应用程序

为了方便地介绍状态监控，我们还提供了一段视频。在这里，您可以看到使用IO-Link组件和基于windows的计算机通过Microsoft Excel设置连续的状态监视是多么容易。不需要具有编程知识。