AB羅克韋爾1757-FIMA接口模塊現(xiàn)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(chǎn)現(xiàn)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(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對被控制對象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以實現(xiàn)控制目的。

由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的信號電平是多種多樣的，而PLC內(nèi)部CPU的處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以I/O接口要實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)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。另外，I/O接口上通常還有狀態(tài)指示，工作狀況直觀，便于維護(hù)。

PLC提供了多種操作電平和驅(qū)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(shù)字量（開關(guān)量）輸入、數(shù)字量（開關(guān)量）輸出、模擬量輸入、模擬量輸出等。

常用的開關(guān)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(guān)量輸出接口按輸出開關(guān)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(qū)動交流或直流負(fù)載，但其響應(yīng)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(yīng)速度快，動作頻率高，但前者只能用于驅(qū)動直流負(fù)載，后者只能用于交流負(fù)載。

PLC的I/O接口所能接受的輸入信號個數(shù)和輸出信號個數(shù)稱為PLC輸入/輸出（I/O）點數(shù)。I/O點數(shù)是選擇PLC的重要依據(jù)之一。當(dāng)系統(tǒng)的I/O點數(shù)不夠時，可通過PLC的I/O擴(kuò)展接口對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)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(jī)、其它PLC、計算機(jī)等設(shè)備實現(xiàn)通信。

PLC與打印機(jī)連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)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(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)更大規(guī)?？刂啤?/p>

與計算機(jī)連接，可組成多級分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)控制與管理相結(jié)合。遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)也必須配備相應(yīng)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(jī)系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口。

它作為PLC系統(tǒng)的一個模塊，通過總線與PLC相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在PLC的協(xié)調(diào)管理下獨立地進(jìn)行工作。

PLC的智能接口模塊種類很多，如：高速計數(shù)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(biāo)準(zhǔn)可促進(jìn)機(jī)器和設(shè)備數(shù)據(jù)的高效評估。勞易測OPC UA認(rèn)證傳感器為用戶帶來更多受益。

Ingo Baumgardt
自動識別和機(jī)器視覺產(chǎn)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(lián)網(wǎng)還是機(jī)器對機(jī)器通信，都必須使用適合的標(biāo)準(zhǔn)將系統(tǒng)和產(chǎn)品互聯(lián)在一起。對此，專家們經(jīng)常提及自動化金字塔：根據(jù)定義，可能涵蓋基礎(chǔ)層、設(shè)備層、現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換：機(jī)器和設(shè)備使用IO-link、PROFINET、Ethernet/IP、EtherCAT或Ethernet TCP/IP等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)場層交換數(shù)據(jù)，然后再傳輸?shù)娇刂茖?，但還沒有直達(dá)自動化金字塔頂層的路徑。這是因為現(xiàn)場總線無法一直擴(kuò)展到云，MQTT等協(xié)議也不能與現(xiàn)場層進(jìn)行通信。OPC UA框架（UA即統(tǒng)一架構(gòu)）可以彌補(bǔ)這個差距。勞易測OPC UA認(rèn)證傳感器可為用戶帶來更多選項。

圖1：OPC UA標(biāo)準(zhǔn)可連接自動化金字塔的各個層級。

從現(xiàn)場到云

目前還沒有通用的標(biāo)準(zhǔn)允許所有層級之間的所有機(jī)器、設(shè)備和服務(wù)器直接相互通信。這是因為協(xié)議必須滿足相應(yīng)層級的具體要求，但使用一個協(xié)議無法復(fù)制所有信息。無論如何，機(jī)器和設(shè)備都會生成大量有價值的數(shù)據(jù)。但是，通常無法在數(shù)據(jù)評估層直接訪問和解析數(shù)據(jù)，而OPC UA可以為其創(chuàng)建連接。該標(biāo)準(zhǔn)不是一種協(xié)議，而是一種框架或技術(shù)集。背后原理是：OPC UA使用信息模型定義傳輸數(shù)據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)可管理通信層的訪問權(quán)限，并定義數(shù)據(jù)交換協(xié)議。因此，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(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。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(guān)。

快速配置

要在所有自動化金字塔層級之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，必須系統(tǒng)化地準(zhǔn)備和提供所有數(shù)據(jù)。即使已定義通信標(biāo)準(zhǔn)，也會出現(xiàn)以下限制：設(shè)備會輸出數(shù)字信號，而接收器需要使用元數(shù)據(jù)，因此必須對這種數(shù)字信號進(jìn)行正確解析（例如使用一個裝置）。OPC架構(gòu)的信息模型可在此發(fā)揮作用。該模型將連接設(shè)備描述為不同的網(wǎng)絡(luò)對象。步是管理節(jié)點之間的關(guān)系。第二步是定義標(biāo)準(zhǔn)屬性，這是識別網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的低要求。此外還要定義一些特殊屬性，例如機(jī)器的功能和操作。這就會創(chuàng)建可以自動讀取的結(jié)構(gòu)，從而能夠使用其他OPC UA認(rèn)證設(shè)備讀取和解析數(shù)據(jù)。實用性是：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)即時可用，制造商不必為各個設(shè)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(biāo)準(zhǔn)及其所提供的值和事件等內(nèi)容。OPC架構(gòu)提供PDF和XML格式下載文件。也就是說，規(guī)范是機(jī)器可讀的，不需要手動傳輸。

設(shè)備數(shù)據(jù)模型中所存儲的信息類型：

• 用于識別網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)

• 過程數(shù)據(jù)和事件（例如掃描儀的讀取結(jié)果、開始/停止命令）

• 質(zhì)量數(shù)據(jù)（例如掃描儀讀取過程成功或失?。?/p>

因此，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(wǎng)絡(luò)中的一維碼閱讀器，且控制層理解該信號后，系統(tǒng)會自動檢測出設(shè)備特性(AutoID)。這樣便可實現(xiàn)極快速的系統(tǒng)集成。另外可以集中記錄單個設(shè)備的警報以及錯誤和狀態(tài)消息，并以標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行評估，因此系統(tǒng)維護(hù)工作也將得以簡化。



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

確保網(wǎng)絡(luò)安全

OPC UA還有利于提高IT安全性。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)中的機(jī)器數(shù)據(jù)。這對用戶的受益是：OPC UA標(biāo)準(zhǔn)中已集成端到端加密功能，可有效防止公司數(shù)據(jù)受到外部攻擊。另外也可以非常輕松地分配內(nèi)部權(quán)限。系統(tǒng)已指定數(shù)據(jù)訪問、讀取、評估或更改權(quán)限，可以大程度降低因攻擊或錯誤操作而帶來的停機(jī)等風(fēng)險。

系統(tǒng)更易于監(jiān)控

該標(biāo)準(zhǔn)的大優(yōu)勢之一是，可以通過數(shù)據(jù)評估顯著提高系統(tǒng)效率。通過OPC UA標(biāo)準(zhǔn)，可輕松地監(jiān)控機(jī)器和系統(tǒng)并優(yōu)化流程。下面使用一個實際例子進(jìn)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(biāo)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(shù)據(jù)。一方面，在使用過程中，掃描儀光學(xué)器件可能會出現(xiàn)臟污，導(dǎo)致無法清楚檢測貨箱上的標(biāo)簽。另一方面，運行中標(biāo)簽也可能因受壓而損壞或臟污，從而無法再進(jìn)行讀取。此時，機(jī)器運營商如何發(fā)現(xiàn)錯誤？

快速訪問相關(guān)數(shù)據(jù)

如果不使用OPC UA標(biāo)準(zhǔn)，便捷的方式是使用診斷計算機(jī)來訪問傳感器。這些設(shè)備會存儲嘗試讀取失敗次數(shù)等數(shù)值，因此可以識別出發(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(shè)備。這是一項非常耗時的任務(wù)，特別是在識別受損標(biāo)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(shù)據(jù)。而借助OPC UA標(biāo)準(zhǔn)和適合的傳感器技術(shù)，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(rèn)證，可以將掃描儀數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂茖?。例如，通過部署簡單的應(yīng)用，可以集中評估這些數(shù)據(jù)并顯示在儀表板中。這可以實時顯示掃描儀嘗試失敗次數(shù)是否過多。另一個優(yōu)勢是，系統(tǒng)也會傳輸傳感器的安裝位置，因此可以直接對設(shè)備進(jìn)行維修。如果確定所有掃描儀都很難檢測出特定標(biāo)簽，也可以有針對性地更換相似的標(biāo)簽。總結(jié)：該方案可顯著提高維護(hù)效率，并輕松提高系統(tǒng)可用性。



圖3：勞易測BCL 348i一維碼閱讀器符合OPC UA認(rèn)證，可兼容OPC UA技術(shù)要求，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾韺印?/p>

從認(rèn)證傳感器技術(shù)中獲益

OPC UA在短時間內(nèi)便發(fā)展成為現(xiàn)場層與云之間數(shù)據(jù)交換的中心框架。以前嚴(yán)格分層的自動化系統(tǒng)變得更具穿透性，這有助于高效評估機(jī)器和設(shè)備數(shù)據(jù)等。盡管該安裝標(biāo)準(zhǔn)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(wù)。建議咨詢可提供OPC UA認(rèn)證產(chǎn)品并具備相關(guān)技術(shù)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(rèn)證勞易測傳感器技術(shù)，操作員可以將系統(tǒng)評估效率提升到全新的級別。



圖4：DCR 248i等OPC UA認(rèn)證掃描儀也適用于二維碼。為有效利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0技術(shù)，勞易測不斷推出更多OPC UA認(rèn)證產(chǎn)品。