AB羅克韋爾1757-FIMA接口模塊現貨直銷

1．輸入/輸出單元

輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產現場之間的連接部件。

PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數據，以這些數據作為PLC對被控制對象進行控制的依據；PLC又通過輸出接口將處理結果送給被控制對象，以實現控制目的。

由于外部輸入設備和輸出設備所需的信號電平是多種多樣的，而PLC內部CPU的處理的信息只能是標準電平，I/O接口要實現這種轉換。

I/O接口一般都具有光電隔離和濾波功能，以提高PLC的抗干擾能力。I/O接口上通常還有狀態(tài)指示，工作狀況直觀，便于維護。

PLC提供了多種操作電平和驅動能力的I/O接口，有各種各樣功能的I/O接口供用戶選用。I/O接口的主要類型有：數字量（開關量）輸入、數字量（開關量）輸出、模擬量輸入、模擬量輸出等。

常用的開關量輸入接口按其使用的電源不同有三種類型：直流輸入接口、交流輸入接口和交/直流輸入接口。

常用的開關量輸出接口按輸出開關器件不同有三種類型：是繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出。

繼電器輸出接口可驅動交流或直流負載，但其響應時間長，動作頻率低；而晶體管輸出和雙向晶閘管輸出接口的響應速度快，動作頻率高，但前者只能用于驅動直流負載，后者只能用于交流負載。

PLC的I/O接口所能接受的輸入信號個數和輸出信號個數稱為PLC輸入/輸出（I/O）點數。I/O點數是選擇PLC的重要依據之一。當系統的I/O點數不夠時，可通過PLC的I/O擴展接口對系統進行擴展。

2．通信接口

PLC配有各種通信接口，這些通信接口一般都帶有通信處理器。

PLC通過這些通信接口可與監(jiān)視器、打印機、其它PLC、計算機等設備實現通信。

PLC與打印機連接，可將過程信息、系統參數等輸出打印；與監(jiān)視器連接，可將控制過程圖像顯示出來；與其它PLC連接，可組成多機系統或連成網絡，實現更大規(guī)模控制。

與計算機連接，可組成多級分布式控制系統，實現控制與管理相結合。遠程I/O系統也必須配備相應的通信接口模塊。

3．智能接口模塊

智能接口模塊是一獨立的計算機系統，它有自己的CPU、系統程序、存儲器以及與PLC系統總線相連的接口。

它作為PLC系統的一個模塊，通過總線與PLC相連，進行數據交換，并在PLC的協調管理下獨立地進行工作。

PLC的智能接口模塊種類很多，如：高速計數模塊、閉環(huán)控制模塊、運動控制模塊、中斷控制模塊等。

OPC UA標準可促進機器和設備數據的高效評估。勞易測OPC UA認證傳感器為用戶帶來更多受益。

Ingo Baumgardt
自動識別和機器視覺產品中心總監(jiān)

使自動化金字塔更具穿透性

無論是工業(yè)4.0、工業(yè)物聯網還是機器對機器通信，都必須使用適合的標準將系統和產品互聯在一起。對此，專家們經常提及自動化金字塔：根據定義，可能涵蓋基礎層、設備層、現場層、控制和過程控制層以及金字塔頂層— —制造運營管理層。各層之間采用不同的標準進行數據交換：機器和設備使用IO-link、PROFINET、Ethernet/IP、EtherCAT或Ethernet TCP/IP等相關標準在現場層交換數據，再傳輸到控制層，但還沒有直達自動化金字塔頂層的路徑。這是因為現場總線無法一直擴展到云，MQTT等協議也不能與現場層進行通信。OPC UA框架（UA即統一架構）可以彌補這個差距。勞易測OPC UA認證傳感器可為用戶帶來更多選項。

圖1：OPC UA標準可連接自動化金字塔的各個層級。

從現場到云

目前還沒有通用的標準允許所有層級之間的所有機器、設備和服務器直接相互通信。這是因為協議必須滿足相應層級的具體要求，但使用一個協議無法復制所有信息。無論如何，機器和設備都會生成大量有價值的數據。通常無法在數據評估層直接訪問和解析數據，而OPC UA可以為其創(chuàng)建連接。該標準不是一種協議，而是一種框架或技術集。背后原理是：OPC UA使用信息模型定義傳輸數據。該標準可管理通信層的訪問權限，并定義數據交換協議。目前相互隔離的自動化金字塔層級可以變得更具穿透性，演變?yōu)橐环N開放性網絡架構。OPC UA功能是可自由使用的開放源，而與制造商和軟件平臺無關。

快速配置

要在所有自動化金字塔層級之間實現數據交換，必須系統化地準備和提供所有數據。已定義通信標準，也會出現以下限制：設備會輸出數字信號，而接收器需要使用元數據，必須對這種數字信號進行正確解析（例如使用一個裝置）。OPC架構的信息模型可在此發(fā)揮作用。該模型將連接設備描述為不同的網絡對象。步是管理節(jié)點之間的關系。第二步是定義標準屬性，這是識別網絡中設備的低要求。還要定義一些特殊屬性，例如機器的功能和操作。這就會創(chuàng)建可以自動讀取的結構，從而能夠使用其他OPC UA認證設備讀取和解析數據。實用性是：工業(yè)標準即時可用，制造商不必為各個設備從頭創(chuàng)建規(guī)范。這些配套規(guī)范說明了一維碼閱讀器的定義標準及其所提供的值和事件等內容。OPC架構提供PDF和XML格式下載文件。也就是說，規(guī)范是機器可讀的，不需要手動傳輸。

設備數據模型中所存儲的信息類型：

用于識別網絡設備的數據

過程數據和事件（例如掃描儀的讀取結果、開始/停止命令）

質量數據（例如掃描儀讀取過程成功或失敗）

OPC UA可提供顯著的部署優(yōu)勢。例如，勞易測BCL 348i條碼閱讀器識別出自身為網絡中的一維碼閱讀器，且控制層理解該信號后，系統會自動檢測出設備特性(AutoID)。這樣便可實現極快速的系統集成。可以集中記錄單個設備的警報以及錯誤和狀態(tài)消息，并以標準方式進行評估，系統維護工作也將得以簡化。

圖2：如果不使用OPC UA標準，通常需要很長的時間來識別缺陷標簽或損壞的掃描儀。

確保網絡安全

OPC UA還有利于提高IT安全性。在工業(yè)物聯網時代，有一項要求變得日益重要：必須通過云來處理工業(yè)物聯網中的機器數據。這對用戶的受益是：OPC UA標準中已集成端到端加密功能，可有效防止公司數據受到外部攻擊。也可以非常輕松地分配內部權限。系統已指定數據訪問、讀取、評估或更改權限，可以大程度降低因攻擊或錯誤操作而帶來的停機等風險。

系統更易于監(jiān)控

該標準的大優(yōu)勢之一是，可以通過數據評估顯著提高系統效率。通過OPC UA標準，可輕松地監(jiān)控機器和系統并優(yōu)化流程。下面使用一個實際例子進行說明：在零貨存儲區(qū)，傳送帶會將貨箱運輸至揀貨站和發(fā)貨區(qū)。每個貨箱都有一個條碼標簽。勞易測BCL 348i一維碼閱讀器安裝在傳送帶上，可提供在傳送帶上運輸貨箱所需的數據。一方面，在使用過程中，掃描儀光學器件可能會出現臟污，導致無法清楚檢測貨箱上的標簽。另一方面，運行中標簽也可能因受壓而損壞或臟污，從而無法再進行讀取。此時，機器運營商如何發(fā)現錯誤？

快速訪問相關數據

如果不使用OPC UA標準，便捷的方式是使用診斷計算機來訪問傳感器。這些設備會存儲嘗試讀取失敗次數等數值，可以識別出發(fā)生污染或損壞的掃描儀。但缺點是，用戶必須單獨控制和讀出每個設備。這是一項非常耗時的任務，特別是在識別受損標簽的情況下。此時員工需要單獨讀出每個掃描儀并手動輸入數據。而借助OPC UA標準和適合的傳感器技術，此項工作可以非常高效地完成：勞易測BCL 348i一維碼閱讀器符合OPC UA認證，可以將掃描儀數據傳輸到控制層。例如，通過部署簡單的應用，可以集中評估這些數據并顯示在儀表板中。這可以實時顯示掃描儀嘗試失敗次數是否過多。另一個優(yōu)勢是，系統也會傳輸傳感器的安裝位置，可以直接對設備進行維修。如果確定所有掃描儀都很難檢測出特定標簽，也可以有針對性地更換相似的標簽。該方案可顯著提高維護效率，并輕松提高系統可用性。

圖3：勞易測BCL 348i一維碼閱讀器符合OPC UA認證，可兼容OPC UA技術要求，并將數據傳輸到管理層。

從認證傳感器技術中獲益

OPC UA在短時間內便發(fā)展成為現場層與云之間數據交換的中心框架。以前嚴格分層的自動化系統變得更具穿透性，這有助于高效評估機器和設備數據等。該安裝標準優(yōu)勢顯著，但只能使用適合的傳感器來持續(xù)優(yōu)化運營和服務。建議咨詢可提供OPC UA認證產品并具備相關技術的傳感器專家。勞易測樂意隨時提供幫助。借助DCR 248i二維碼閱讀器和BCL 348i一維碼閱讀器等創(chuàng)新OPC UA認證勞易測傳感器技術，操作員可以將系統評估效率提升到全新的級別。

圖4：DCR 248i等OPC UA認證掃描儀也適用于二維碼。為有效利用工業(yè)物聯網和工業(yè)4.0技術，勞易測不斷推出更多OPC UA認證產品。