智慧感測器: 透過 IO-Link 通訊實現遠端監控以及提高 OEE 整體設備效率

11月 8, 2017

這篇文章描述了一項關鍵的技術—IO-Link 通訊—提供使用者一個遠端監控現場裝置的介面。  這篇文章同樣的解釋了使用這樣的技術來紀錄並監控遠端資料是如何協助提高機台的正常運作時間,生產力以及產出—這些都能影響並提高企業的獲利能力。 

Desktop Computer in Manufacturing Facility

遠端監控感測層的各項資訊

以往感測器以及其他生產線上的裝置資訊是很難取得,甚至是無法取得的。對許多製造商來說,機台在設備的運作上,以及在更進階,以數據分析為依據的決策上,仍具有改進的潛力。 

伴隨著趨勢 物連網(IIoT), 設備能提供易接近的資料給操作者及廠務經理,提供有價值的眼光給機器設備. 即時的監控感測器狀態讓操作人員能立即在問題發生時察覺,甚至在問題發生之前就修復,避免問題惡化到需要停止整條生產線。  

IO-Link 通訊提供了使用者一個遠端監控現場裝置的介面。

IO-Link 是如何運作的呢?

IO-Link (IEC61131-9)是一種開放式標準序列通訊協議,允許支援IO-Link且連接到Master主站的感測器和設備進行雙邊的資料交換。IO-Link 主站會將自感測器指示燈等等裝置收集而來的訊息,透過不同的通訊網路,序列阜或背板通訊傳遞出去。 因此裝置的訊息就能透過 PLC 或人機介面被即時的存取,讓製造商能快速的決策,或是作為長期分析之用。為用戶提供了裝更多置相關的資訊,能遠端監測機器效能。

此外,監控感測器輸出、接收即時狀態訊息和幾乎可以在任何地點調整感測器設定的能力,讓使用者可以立即確認並解決感測層所出現的問題。  這也代表著使用者可以根據機器組件本身的即時資料進行商業決策,這樣可以減少代價昂貴的停機時間並提高整體效率。  

更多與 IO-Link 有關的技術訊息,請見 什麼是IO-Link 與其5大關鍵優勢。 

3 種 IO-Link 的遠端監控方式

1. 自遠端讀取並修改裝置的各項參數

使用IO-Link,使用者可以透過控制系統去讀取和修改裝置設定,過程十分快速,能節省大量的時間和資源。  此外,IO-Link 感測器能透過控制系統接收並套用多種產品設定—例如當生產線更換時,可以快速切換裝置設定。 例如,透過設定感測器不同的觸發距離,生產線也可以在不同時間製造不同尺寸的產品。

在轉換的過程中,IO-Link 主站僅需簡單的寫入新的開關值至感測器中,感測器不用實際對著新的目標物進行教導。  這樣的過程大幅縮減了產線轉換所需的停機時間,提升了生產力以及產出,讓機台能夠生產更多樣的產品。  

2. 遠端監控機台的健康狀態以及運作狀況

IO-Link 通訊同樣也能透過即時的感測器訊息,建立起警報以及預防性維護任務。  舉例來說,像是支援 IO-Link 通訊功能的Q4X雷射感測器透過 IO-Link 通訊提供過量增益值資訊,就能知道這顆感測器需不需要清理鏡頭。(當灰塵或是碎屑堆機在鏡頭表面時,過量增益值就會降低)    可以預先設定一個警報,就能在堆積情況嚴重影響感測功能之前將它清理乾淨。  裝置的連線問題也能即時回報,讓這些問題能在最短的時間內獲得解決。

為了持續提供輸出功能,IO-Link 也能讓使用者追蹤感測器的總和使用時間,讓使用者預先知道何時需要更換設備。  透過這些訊息,感測器就能在計畫的時間內更換,避免預期之外的故障導致產線停擺。 運作時間資訊也能夠用來計算 OEE (見第三點)

此外,IO-Link 的探索功能能夠快速找到需要調整的感測器,特別是在安裝多個感測器的區域。   在下圖的範例中,多顆 Q4X 感測器安裝在有限的空間之中,讓維修人員難以判斷是哪一顆感測器需要清潔鏡頭。  而探索模式可以讓有問題的感測器上頭的指示燈開始閃爍,方便工作人員辨認以及快速進行故障排除。  

Q4X-Black-on-Black-Door-Panel

3. 利用歷史紀錄以極大化整體設備效率 (OEE)

IO-Link 裝置在提供計算整體設備效率所需的資訊上也非常有用。整體設備效率 (OEE)是一套用來計算生產效率的計算式,主要有三個變因: 生產能力,產線效能以及產品品質 

生產能力因素考慮了會導致整體設備運作時間縮短的事件,包含了計畫中的停工 (比如生產線的更換) 以及預料之外的停機事件。產線效能因素考量了所有在產線運行的時候導致速度減慢的事件。   而產品品質因素則考量了產出部件或產品是否符合品質的標準 (需要廢棄或再重製,導致時間的浪費)。 

OEE 評估了這些因素並將結果以百分比的方式呈現,100%表示所有產品皆通過品管(產品品質),達到最快生產速度 (產線效能) 以及沒有任何停機時間 (生產能力)。  這個計算的結果提供了生產過程中資源浪費的全面訊息,也能根據這樣的訊息作出相對應的行動。  

要降低浪費及提高 OEE,要能精準的發現整體效率低落環節的發生時間以及位置,甚至查覺到感測層的事件。 支援 IO-Link 通訊的感測器以及指示燈能夠監測產線效能以及產線運行時間,這些資訊都是計算 OEE 的重要指標,並能協助辨識改善機台,製程以及員工的生產效率的各階段進度。   

產品特色

Q4X系列雷射距離感測器
Q4X系列雷射距離感測器

Q4X雷射距離感測器解決了許多具有挑戰性的應用,並符合FDA食品級不繡鋼外殼,環境防護等級達IP69K。

了解更多

相關文章

智慧工廠在這裡:製造商的工業物聯網(IIoT)各種效益
智慧工廠在這裡:製造商的工業物聯網(IIoT)各種效益

本文著重闡述智慧工廠的三個關鍵工業物聯網(IIoT)功能:遠端監控、預知性維護和生產流程優化。

工業自動化最新趨勢: 2017年 5 篇最熱門的文章
工業自動化最新趨勢: 2017年 5 篇最熱門的文章

來看看我們 2017 年最受歡迎的文章,以及工業自動化的產業趨勢。

智慧感測器: 透過 IO-Link 通訊實現遠端監控以及提高 OEE 整體設備效率
智慧感測器: 透過 IO-Link 通訊實現遠端監控以及提高 OEE 整體設備效率

這篇文章描述了如何透過 IO-Link 通訊功能來監控感測器的運作狀態,進一步提升機台的正常運作時間,生產力以及產出。