การสื่อสารทางอุตสาหกรรม

โซลูชั่นครบวงจรที่วางใจได้สำหรับโรงงาน เครื่องจักร และหน่วยผลิต

การสื่อสารในภาคอุตสาหกรรมคืออะไร

คำว่าการสื่อสารทางอุตสาหกรรมหมายถึงการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ที่ใช้ในเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ซึ่งเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนและการแลกเปลี่ยนข้อมูลสำหรับการควบคุมเครื่องจักรและโรงงาน โดยส่วนใหญ่จะอยู่ในระบบอัตโนมัติของกระบวนการผลิตและการผลิต ดังนั้น การสื่อสารทางอุตสาหกรรมจึงเป็นพื้นฐานสำหรับระบบอัตโนมัติที่ประสบความสำเร็จ

อุปกรณ์จะเชื่อมโยงกันโดยใช้เครือข่ายอุตสาหกรรมที่เป็นมาตรฐาน ซึ่งสามารถเชื่อมต่อแบบมีสายหรือไร้สายก็ได้ การเปลี่ยนผ่านสู่ระบบดิจิทัลที่เพิ่มขึ้นแสดงให้เห็นว่าระบบการสื่อสารประสิทธิภาพสูงกำลังกลายเป็นระบบประสาทส่วนกลางสำหรับสาขาการใช้งานต่างๆ เช่น Industry 4.0 หรือ Industrial Internet of Things (IIoT) มากขึ้นเรื่อยๆ

LAPP ยืนหยัดเพื่อความเป็นเลิศ

การสื่อสารทางอุตสาหกรรมที่ LAPP หมายถึงทุกสิ่งทุกอย่างจากแหล่งเดียวในกว่า 40 ประเทศ ซึ่งรวมถึงทุกสิ่งตั้งแต่สายเคเบิล สายไฟ ชุดประกอบ คอนเนคเตอร์ และส่วนประกอบเชิงรุกที่ทนทานและมีคุณภาพสูงสำหรับการเชื่อมต่อโรงงาน เครื่องจักร หรือโรงงานของคุณ ไปจนถึงความเชี่ยวชาญของเราในการเดินทางสู่โรงงานอัจฉริยะ (Smart Factory) เราจะแนะนำและให้คำปรึกษาคุณเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลตั้งแต่เริ่มต้น จากระดับสนามสู่ระดับองค์กร เราทำงานร่วมกับคุณเพื่อสร้างโซลูชันเครือข่ายที่สมบูรณ์แบบซึ่งให้การส่งข้อมูลปริมาณสูงสุดที่เชื่อถือได้

LAPP เป็นตัวแทนของมาตรฐานคุณภาพสูงสุด

เรามั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์สูงสุด แม้แต่ชิ้นส่วนเดียวที่ขัดข้องเพียงชั่วขณะก็อาจทำให้เกิดค่าใช้จ่ายจำนวนมากได้หากทำให้การผลิตหยุดชะงัก คุณจึงมั่นใจได้ว่าโซลูชันการเชื่อมต่อของเราเหมาะสมอย่างยิ่งกับสภาพที่ต้องเผชิญกับความท้าทาย และให้ความน่าเชื่อถือสูงสุดแม้ในสภาพที่ต้องสัมผัสกับสารเคมี แรงกล และความร้อน

LAPP ยืนหยัดเพื่อการสร้างสรรค์สิ่งใหม่

ด้วยนวัตกรรมผลิตภัณฑ์ของเรา คุณจะสามารถดำเนินโครงการของคุณให้สำเร็จและได้เปรียบในการแข่งขัน ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ตรวจสอบสำหรับสายเคเบิลข้อมูลของเรา ETHERLINE® GUARD ซึ่งช่วยให้สามารถวางแผนการบำรุงรักษาได้อย่างเหมาะสม เพิ่มความพร้อมใช้งานของระบบของคุณได้ ผลลัพธ์ที่ได้คือ ค่าบำรุงรักษาที่ลดลงและอีกขั้นของอุตสาหกรรม 4.0

ด้วยความเชี่ยวชาญที่ไม่เหมือนใครและความรู้เชิงลึกด้านการใช้งานของเรา เราสามารถนำเสนอโซลูชันที่ปรับให้เหมาะสมกับความต้องการของคุณได้ ตั้งแต่สายเคเบิลอีเธอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรมพร้อมการเชื่อมต่อแบบ Fast Connect ไปจนถึงระบบ Fieldbus ที่สอดคล้องกับมาตรฐานโปรโตคอลทั่วไปทั้งหมด ไปจนถึงสายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่ประกอบสำเร็จตามความต้องการของลูกค้า เราจะค้นหาโซลูชันที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานทุกประเภท

การสื่อสารข้อมูลที่ผลิตโดย LAPP – การเชื่อมต่อของคุณกับอนาคต

ระบบอัตโนมัติคืออะไร

DIN 19233 นิยามระบบอัตโนมัติไว้ดังนี้: "การติดตั้งอุปกรณ์เพื่อให้ทำงานได้ทั้งหมดหรือบางส่วนตามที่ตั้งใจไว้โดยไม่ต้องอาศัยการทำงานของมนุษย์"

แต่สิ่งนี้มีความหมายโดยละเอียดอย่างไร? มาดูที่โรงงานผลิตกัน ในการผลิตแบบอัตโนมัติ การทำงานทั้งหมดที่เคยดำเนินการโดยมนุษย์จะดำเนินการโดยเครื่องจักรโดยอิสระ ซึ่งรวมถึงการประมวลผล การควบคุม การจัดการเครื่องมือและชิ้นงาน และการตรวจสอบคุณภาพทางกลไกหรือทางอิเล็กทรอนิกส์

ระบบอัตโนมัติสามารถแบ่งออกเป็น 3 รูปแบบหลักๆ ได้แก่ การทำงานอัตโนมัติของกระบวนการทำงานแต่ละขั้นตอน (procedure automation) การทำงานอัตโนมัติของกระบวนการผลิตที่เฉพาะเจาะจง (process automation) หรือการทำงานอัตโนมัติของกระบวนการผลิตทั้งหมด (system automation)

จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ทางเทคนิคสำหรับการนำกระบวนการผลิตแบบอัตโนมัติมาใช้งาน อุปกรณ์ทางเทคนิคมาจากสาขาเซ็นเซอร์/แอคทูเอเตอร์, การควบคุม, การควบคุม, สารสนเทศ, การสื่อสาร, การควบคุมกระบวนการ และ/หรือเทคโนโลยีหุ่นยนต์

ข้อดีของระบบอัตโนมัติ

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ระบบอัตโนมัติจึงมีข้อดีหลายประการ ซึ่งรวมถึง:

  • ลดภาระงานที่ต้องใช้ความคิดซับซ้อน งานที่ซ้ำซากจำเจ งานที่ต้องใช้แรงมาก งานอันตราย หรือเป็นอันตรายต่อสุขภาพของพนักงาน
  • เพิ่มประสิทธิภาพการผลิต
  • เพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์
  • ลดระยะเวลาในการผลิต
  • ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการดำเนินงานของโรงงาน
  • เพิ่มความยืดหยุ่นในการผลิต
  • เพิ่มความแม่นยำและลดข้อผิดพลาด

ลำดับชั้นการทำงานอัตโนมัติ

พีระมิดระบบอัตโนมัติแสดงถึงโครงสร้างการสื่อสารโดยทั่วไปของการผลิตแบบอัตโนมัติ และจำแนกระดับไอทีต่างๆ ของการผลิตเชิงอุตสาหกรรม

แต่ละระดับมีหน้าที่ของตัวเองในการผลิตแบบอัตโนมัติ และประกอบด้วยระบบที่แตกต่างกัน เช่น เซ็นเซอร์ที่ระดับฟิลด์ จำนวนระดับจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับกระบวนการอัตโนมัติ แต่ละระดับสามารถละเว้นหรือจัดกลุ่มเข้าด้วยกันได้

ระบบแต่ละระบบของแต่ละระดับและตัวระดับเองจะแลกเปลี่ยนข้อมูลกัน การแลกเปลี่ยนข้อมูลภายในระดับเรียกว่าการสื่อสารแนวนอน การแลกเปลี่ยนระหว่างระดับที่แยกกันเรียกว่าการสื่อสารแนวตั้ง

Number

Level

Systems Used

Typical Tasks

1

Field level

Sensors and actuators

Collecting production data / executing commands

2

Control level

Control computer/PLC

Regulation of the production process

3

Company level

ERP systems

Rough production planning and order processing


    เซ็นเซอร์หรือแอคชูเอเตอร์ที่ระดับฟิลด์จะสื่อสารกับระดับการควบคุมที่สูงกว่าเท่านั้น ตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLC) ที่ระดับการควบคุมจะแลกเปลี่ยนข้อมูลกับระบบการวางแผนทรัพยากรองค์กร (ERP) ที่ระดับบริษัทในทางกลับกัน ในปิรามิดระบบอัตโนมัติ ยิ่งระดับสูงขึ้นเท่าใด ค่าความหน่วงก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น กล่าวคือ ความล่าช้าในการส่งข้อมูลระหว่างตัวส่งและตัวรับ ในขณะเดียวกัน ปริมาณข้อมูลที่จะส่งก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

Level

Planning horizon

Amount of data

Latency

Company level

Month to year

Mbytes – Gbytes

2-20 s

Control level

Seconds to hours

Bytes – Kbytes

0.2 s

Field level

Milliseconds

Bytes

0.002 s

การติดตั้งระบบอัตโนมัติ

ก่อนที่เราจะเริ่มติดตั้งระบบอัตโนมัติ เรามาดูรูปแบบอินพุต-เอาต์พุตที่เป็นพื้นฐานของงานอัตโนมัติทุกอย่างกันก่อน

ตัวแปรทางกายภาพถูกบันทึกโดยเซ็นเซอร์และส่งต่อไปยังคอมพิวเตอร์ควบคุม (ฟังก์ชัน) เป็นสัญญาณอินพุต คอมพิวเตอร์จะประมวลผลสัญญาณและส่งสัญญาณเอาต์พุตไปยังแอคทูเอเตอร์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบขับเคลื่อน ส่วนประกอบแต่ละส่วนเชื่อมต่อกันด้วยระบบสื่อสาร

ดังนั้น ระบบอัตโนมัติจึงประกอบด้วยเซ็นเซอร์ (1), แอคทูเอเตอร์ (2), คอมพิวเตอร์ควบคุม (4) และระบบสื่อสาร (3)

เซ็นเซอร์คือโพรบวัดที่บันทึกค่าทางกายภาพแบบแอนะล็อก (ค่าทางกล เคมี ความร้อน แม่เหล็ก หรือแสง) และแปลงค่าเหล่านี้เป็นสัญญาณไฟฟ้าแบบแอนะล็อกหรือดิจิทัล

เซ็นเซอร์ "แบบง่าย" จะสร้างสัญญาณแอนะล็อกเท่านั้น ซึ่งจะต้องถูกแปลงเป็นสัญญาณดิจิทัลก่อนโดยตัวแปลงที่แยกจากกัน (เช่น ระบบ I/O) ก่อนที่จะสามารถสื่อสารกับคอมพิวเตอร์ควบคุมได้

เซ็นเซอร์อัจฉริยะ หรือที่เรียกว่า "เซ็นเซอร์อัจฉริยะ" จะรับผิดชอบการเตรียมและประมวลผลสัญญาณทั้งหมด และส่งสัญญาณดิจิทัล ทำให้สามารถสื่อสารโดยตรงกับคอมพิวเตอร์ควบคุมได้

เซ็นเซอร์สามารถจำแนกได้ตามประเภทของสัญญาณ (เซ็นเซอร์แอนะล็อก เซ็นเซอร์ดิจิทัล) หลักการวัด (เซ็นเซอร์แสง เซ็นเซอร์แบบเก็บประจุ ฯลฯ) วัตถุประสงค์การใช้งาน (เซ็นเซอร์ในวิศวกรรมอัตโนมัติ เซ็นเซอร์ในอวกาศ ฯลฯ) และค่าที่วัดได้ (เซ็นเซอร์แรง เซ็นเซอร์อุณหภูมิ ฯลฯ)

หลักการทำงานของแอคชูเอเตอร์เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับเซ็นเซอร์: แอคชูเอเตอร์จะแปลงสัญญาณไฟฟ้าจากคอมพิวเตอร์ควบคุมให้เป็นตัวแปรทางกายภาพ

แอคชูเอเตอร์จะแปลงพัลส์ไฟฟ้าให้เป็นแรงดัน เสียง อุณหภูมิ การเคลื่อนไหว หรือตัวแปรทางกายภาพอื่นๆ

แอคชูเอเตอร์จะแบ่งออกเป็นแอคชูเอเตอร์แบบกลไฟฟ้า แอคชูเอเตอร์แบบแม่เหล็กไฟฟ้า แอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติก แอคชูเอเตอร์แบบไฮดรอลิก และอื่นๆ โดยแบ่งตามกระบวนการแปลงค่า

คอมพิวเตอร์ควบคุมหรือโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร์ (PLC) จะควบคุมกระบวนการหรือกระบวนการย่อยในระบบอัตโนมัติ เซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการควบคุมสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับ PLC ในกระบวนการหรือผ่านระบบบัส ในโรงงานขนาดใหญ่ที่มีกระบวนการย่อยหลายกระบวนการ PLC แยกต่างหากจะถูกใช้สำหรับแต่ละกระบวนการย่อย ซึ่งเชื่อมโยงกันในเครือข่าย

เพื่อให้สามารถประสานงานทรัพยากรได้ เช่น เครื่องจักรใดกำลังประมวลผลคำสั่งซื้อใดอยู่ และน่าจะพร้อมใช้งานอีกครั้งเมื่อใด PLC จะประสานงานกับระดับบริษัทและระดับการจัดการการปฏิบัติงาน

PLC ทำงานเป็นรอบ นั่นคือจะอ่านค่าอินพุตทั้งหมดเมื่อเริ่มต้นรอบ จากนั้นจะรันโปรแกรมที่บันทึกไว้ และตั้งค่าเอาต์พุตเมื่อสิ้นสุดรอบ จากนั้นรอบจะเริ่มต้นใหม่ โปรแกรมจะไม่มีวันสิ้นสุด

ระบบอัตโนมัติที่ทำงานได้จะต้องมีเครือข่ายการสื่อสารที่เชื่อมต่อเซ็นเซอร์, แอคชูเอเตอร์ และ PLC เข้าด้วยกัน

เครือข่ายการสื่อสารทางอุตสาหกรรมประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่าง การเลือกส่วนประกอบขึ้นอยู่กับการใช้งานและปัจจัยอื่นๆ:

ฉันต้องการ Fieldbus หรือ Ethernet เป็นเทคโนโลยีการส่งสัญญาณ? โทโพโลยีเครือข่ายใดที่เหมาะสมกับการใช้งานของฉัน? นอกจากนี้ ยังต้องพิจารณาประเด็นต่างๆ เช่น ฟังก์ชันป้องกันสำหรับพนักงานที่ใช้เซ็นเซอร์ เพื่อหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บส่วนบุคคล โหมดการทำงานที่แตกต่างกันของเครื่องจักร เช่น การทำงานปกติ การทำความสะอาด และการซ่อมแซม ก็มีผลต่อการเลือกส่วนประกอบด้วยเช่นกัน

ที่ LAPP คุณจะได้รับระบบสายเคเบิลและระบบเชื่อมต่อที่สมบูรณ์แบบสำหรับการเชื่อมโยงเครือข่ายแบบรวมศูนย์ตั้งแต่ระดับเซ็นเซอร์/แอคชูเอเตอร์และระดับการควบคุม ไปจนถึงระบบการจัดการสินค้าคงคลัง

  • สายเคเบิล LAN และสายเคเบิล Industrial Ethernet สำหรับเทคโนโลยี Ethernet – ผลิตภัณฑ์จากแบรนด์ ETHERLINE® ของเรา
  • สายเคเบิลใยแก้วนำแสงสำหรับการส่งข้อมูลด้วยแสง – ผลิตภัณฑ์จากแบรนด์ HITRONIC® ของเรา
  • สายเคเบิลข้อมูลและส่วนประกอบ Fieldbus สำหรับการส่งข้อมูล – ผลิตภัณฑ์จากแบรนด์ UNITRONIC® ของเรา
  • คอนเนคเตอร์อุตสาหกรรม – ผลิตภัณฑ์จากแบรนด์ EPIC® ของเรา
  • สวิตช์แบบ Managed และ Unmanaged – ผลิตภัณฑ์จากแบรนด์ ETHERLINE® ของเรา
  • กลุ่มผลิตภัณฑ์สวิตช์แบบ Managed และ Unmanaged ที่ขยายตัวโดยเฉพาะสำหรับลูกค้าชาวสวีเดนและเดนมาร์กของเรา
การควบคุมและกำกับดูแลในเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติ

ในเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติ แนวคิดของการควบคุม (Control) และการกำกับ (Regulation) มีความสำคัญอย่างยิ่ง

เมื่อพูดถึงการควบคุมหรือเทคโนโลยีการควบคุม เป้าหมายคือการปรับค่าเอาต์พุตในระบบทางเทคนิคให้สอดคล้องกับค่าอินพุตที่กำหนดไว้ ที่นี่ไม่มีการป้อนกลับ ซึ่งหมายความว่ากระบวนการทำงานไม่ได้เป็นแบบครบวงจรในตัวเอง

ตัวอย่างของระบบควบคุมคือระบบควบคุมเครื่องทำความร้อนในอาคาร เซ็นเซอร์อุณหภูมิภายนอกจะเปิดเครื่องทำความร้อนในห้องขึ้นอยู่กับอุณหภูมิภายนอก อิทธิพลภายนอก เช่น หน้าต่างที่เปิดอยู่ในห้อง จะไม่ถูกนำมาพิจารณา

เมื่อพูดถึงการกำกับหรือเทคโนโลยีการกำกับ เป้าหมายคือการรักษาระดับตัวแปรทางกายภาพ (ตัวแปรที่ถูกกำกับ) ในระบบทางเทคนิคให้คงที่แม้ว่าจะได้รับผลกระทบจากการรบกวนจากภายนอก (ตัวแปรรบกวน) หรือเพื่อติดตามความคืบหน้าเชิงเวลาของตัวแปรที่กำหนด (ตัวแปรนำ) ให้แม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ วงจรการกำกับเป็นแบบครบวงจรในตัวเอง ซึ่งหมายความว่ามีการป้อนกลับ

ตัวอย่างของการกำกับในเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติคือระบบปรับอากาศอัตโนมัติในยานพาหนะ ซึ่งจะรักษาระดับอุณหภูมิภายในยานพาหนะให้คงที่ตามที่ต้องการ แม้จะมีอิทธิพลภายนอก (เช่น แสงแดด)