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自动化整合暨工业网络应用已成趋势

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摄阳企业股份有限公司 课长 许耀元
摄阳企业股份有限公司 课长 许耀元

由于全球化和使用者需求的多样化,导致产品价格竞争日趋激烈,产品生命周期也比过去要短许多,导致制造业面临的商业环境愈来愈严峻。摄阳企业许耀元课长指出,制造业必须要有能力快速应对环境的变化,方式包括删减费用、缩短产品生命周期、强化品质等,工厂的许多设备也都需要连线,才能完美运作,网络应用便成为非常重要的关键。

以三菱电机的网络阶层为例,希望藉由网络阶层以及符合目的、用途适才适所的网络,自上位情报系统至现场层级,都能实现无缝情报联系。三菱电机的网络阶层可以分为三个阶层,最上层为信息层网络;中间层为控制器网络,透过CC-Link IE Control,以一个网络涵盖高速 I/O控制至控制器分散控制,配合机器的配置,实现高自由度的配线网络;最底层是现场网络,透过CC-Link IE Field以高速、大容量与光纤二重回路,对应高速、高信赖的控制器网络。

控制器网络主要的功能,在于设法让制造装置间相互配合进移动作,控制器中虽拥有控工艺序,但控制器间没有上下关系,彼此都是对等的。至于现场网络的控工艺序则会集中在一个控制器(主站),传感器或传动器会依照控制器的指令而进行工作,因此彼此就会有上下关系。

许耀元课长指出,设备之间在传递数据时,每一个装置里面的传感器及传动器都需要连结,但不同的网络阶层的需求,其实不太一样,如控制器网络需要的是抛送大量数据,现场网络则是要注意实时性。

假设企业想要强化设备间和产品线的生产效能,需要蒐集更多的数据,网络应用就得符合高速传送、大容量及稳定通信品质等三个要素。许耀元课长以CC-Link IE为例指出,企业可以采用工业级以太网络标准通信网络(通讯速度高达1Gbps),较大的数据量可以分配于各个控制器间,适用于较大规模的分散控制,可提升速度、缩短系统的间歇时间。

另外一个例子,则是发生在系统设计者及设备维护者之间。一般而言,只要网络中的一台控制器当机,通信就会中断,但设备维护者通常会希望即使发生异常,通信仍可以继续进行,但系统设计者可能就会担心发生干扰。

许耀元课长指出,CC-Link IE 的高可靠度回路型,因为采用光纤线材、双回路网络设计,加上外部电源设计,可以同时兼顾系统设计者及设备维护者的要求。

第三个案例,则是设备维护者在解决问题时,为了提高效率,希望不用每次到现场,但仍能够更快速地找出问题在哪里。许耀元指出,CC-Link IE的工程工具(GX Work2)的图形化界面,可以帮助设备维护者快速地确认问题,更容易找出问题的原因,配合强化的网络诊断机能,除错会更方便,如可以自动确认Cable的IN/OUT是否误差,也因为调查时间的缩短,进而缩短网络建构时间。

第四个案例,一样是发生在系统设计者及设备维护者的冲突,前者总是希望能够容易买到网络线材和设备相关产品,但后者却可能较重视采购成本。许耀元课长建议,CC-Link IE因为采用共通标准,如以太网络标准的光纤线材、接头、转接头,可以配合系统规模的不断扩大,很轻松的增加控制站。

至于现场网络的案例方面,设备维护者若需要更改产品线的架构时,往往需要重新分配设备位置,现场网络自然也需要更弹性的配置能力。许耀元课长指出,CC-Link IE 的高自由度网络架构,可自由追加设备和配置,设备维护者可以在空埠上简单地配线,自由地设置现场机器。

如果系统设计者想要一次把网络参数设定好,不需到现场个别设定,可以利用CC-Link IE的简单设计特性,只需利用参数设定即能达成。许耀元课长表示,系统设计者利用工程工具(GX Work2),只需在一台主站设定网络参数,即能简单地连接至所有的控制站,要做系统变更时,也只需更改参数即可。

如果现场设备发生问题,CC-Link IE的诊断工具,会自动的检查网络状况,屏幕上即能掌握网络整体状况,回路故障、单元异常等立刻发现,网络异常处可一目了然,维护人员可立即锁定异常处,排除故障,进而缩短停机时间。

CC-Link IE的无缝通信功能,即使有不同网络的存在,亦能从现场层装置设备到上位情报端以一个网络来处理通信。不论在办公室或现场,皆能对现场层装置设备做情报收集及维护。对设备维护者而言,可以更有效率的处理发生的问题及设定;对系统设计者而言,在办公室即可监控和修改程序,更能提升工作效率。