浩亭技(jì)術集團在連接技(jì)術領域持續推出創新解決方案,緻力于增強工(gōng)業(yè)生(shēng)産的(de)可持續性。本文(wén)提出的(de)智能連接器(qì)的(de)概念将在2023年(nián)德國(guó)紐倫堡國(guó)際工(gōng)業(yè)自(zì)動化(huà)及元器(qì)件(jiàn)展覽會(SPS)的(de)技(jì)術展示器(qì)上(shàng)演示。
連接器(qì)如何推動可持續發展
連接器(qì)在打造這(zhè)樣的(de)可持續生(shēng)産流程中發揮着重要作(zuò)用。我們所關注的(de)不僅僅是它們能快速連接或斷開(kāi)設備或附屬裝置的(de)功能。事(shì)實上(shàng),現(xiàn)代連接器(qì)為(wèi)生(shēng)産工(gōng)人(rén)提供了一個(gè)既安全又(yòu)精确的(de)連接方式,特别是在那(nà)些經常需要重新進行配置的(de)模塊化(huà)系統中尤其重要。準确無誤的(de)連接不僅有(yǒu)助于節省能源,還(hái)能夠節約時(shí)間(jiān)。
SmEC - 我們針對(duì)模塊化(huà)機(jī)器(qì)與系統推出的(de)連接器(qì)概念
連接器(qì)附帶的(de)一項最重要功能就是提供配合狀态的(de)信号指示。配合狀态涉及到各種參數,具體(tǐ)取決于應用和(hé)連接器(qì)。插接狀态通(tōng)常可以為(wèi)我們提供以下(xià)關鍵信息:
§ 連接器(qì)是否已經正确插接到相(xiàng)應的(de)配合連接器(qì)?
§ 連接器(qì)是否實現(xiàn)完全的(de)電(diàn)氣連接?
§ 連接器(qì)是否實現(xiàn)完全的(de)機(jī)械鎖定?
§ 連接器(qì)是否出現(xiàn)電(diàn)氣過載?
§ 環境參數(如溫度、濕度等)是否均在容許範圍之內(nèi)?
插接狀态常通(tōng)過LED、燈環或聲音(yīn)為(wèi)操作(zuò)員(yuán)提供提示。在最簡單的(de)情況下(xià),紅/綠指示就足以讓操作(zuò)員(yuán)知曉是否出現(xiàn)故障。而現(xiàn)代的(de)全彩LED還(hái)可以通(tōng)過不同的(de)閃爍模式或動态效果來(lái)指示如電(diàn)壓之類的(de)更多狀态。除了這(zhè)些直觀的(de)視(shì)覺和(hé)聲音(yīn)提示,數字接口還(hái)能将更為(wèi)詳細的(de)數據發送至控制中心。浩亭技(jì)術集團推出的(de)SmEC(智能電(diàn)氣連接器(qì),圖1)就能通(tōng)過MQTT或OPC-UA PubSub來(lái)傳遞數據。數據以JSON格式提供,任何控制器(qì)均可接收并處理(lǐ)。除此之外(wài),資産管理(lǐ)殼(Asset Administration Shell)還(hái)能夠提供連接器(qì)的(de)實時(shí)數據,實現(xiàn)數字孿生(shēng)。
除了指示配合狀态外(wài),SmEC還(hái)內(nèi)置了鎖定機(jī)制,以避免連接器(qì)意外(wài)脫離。這(zhè)不僅确保組件(jiàn)不被損壞,也确保了操作(zuò)人(rén)員(yuán)的(de)安全。隻有(yǒu)在斷電(diàn)且鎖定狀态釋放(fàng)之後,連接器(qì)才能斷開(kāi)連接。為(wèi)此,SmEC集成了電(diàn)壓和(hé)電(diàn)流的(de)測量功能,并監控所連接的(de)設備。這(zhè)樣,可以依據能源消耗數據計(jì)算(suàn)出實時(shí)的(de)碳足迹。
技(jì)術演示---具備狀态顯示和(hé)識别功能的(de)智能電(diàn)氣連接器(qì)(SmEC)
數據二極管 - 我們針對(duì)防破壞功能推出的(de)連接器(qì)概念.
舊(jiù)機(jī)器(qì)上(shàng)也可以輕松地(dì)實現(xiàn)碳足迹的(de)測量功能。數據二極管可以保護測量設備(如智能電(diàn)氣連接器(qì))免于受到破壞(圖2),原因在于其僅允許數據信号單向傳輸。這(zhè)一特性确保數據可以從(cóng)受保護的(de)網絡傳送到非受保護的(de)網絡,比如發送至控制面闆,使受保護的(de)網絡不會受到攻擊。為(wèi)了實現(xiàn)這(zhè)一目标,浩亭開(kāi)發了專用于連接器(qì)的(de)數據二極管。它支持高(gāo)達1Gbit/s的(de)數據速率,能夠傳輸常用的(de)物(wù)聯網協議(yì),如OPC-UA、MQTT或Modbus-TCP。該數據二極管是由發射端的(de)激光(guāng)二極管和(hé)接收端的(de)光(guāng)敏二極管所構成的(de)實體(tǐ)硬件(jiàn),确保數據不會反向流通(tōng)。
數據二極管在連接器(qì)中實現(xiàn)的(de)功能
Smart ix - 我們針對(duì)具有(yǒu)識别功能小(xiǎo)型連接器(qì)推出的(de)連接器(qì)概念
為(wèi)了确保連接器(qì)正确插入相(xiàng)應的(de)配合連接器(qì)中,需要能夠識别該連接器(qì)。在最基本的(de)層面上(shàng),可以通(tōng)過增加電(diàn)氣觸點作(zuò)為(wèi)編碼針腳來(lái)實現(xiàn)這(zhè)一點。與機(jī)械編碼不同,這(zhè)種方法允許機(jī)器(qì)控制系統确定目前插入了哪種配件(jiàn)。但(dàn)這(zhè)種方法在大型的(de)靈活系統中很(hěn)快就會受到限制。此外(wài),用于電(diàn)氣編碼的(de)編碼針腳會消耗大量的(de)觸點數量。一個(gè)更加理(lǐ)想的(de)做法是使用總線系統和(hé)小(xiǎo)型微(wēi)控制器(qì)來(lái)識别連接器(qì),或者選擇通(tōng)過近(jìn)場(chǎng)通(tōng)信(NFC)進行識别。這(zhè)就要為(wèi)每個(gè)連接器(qì)分配一個(gè)唯一的(de)ID,這(zhè)個(gè)ID與相(xiàng)應的(de)組件(jiàn)(如配件(jiàn)或工(gōng)具)相(xiàng)對(duì)應。這(zhè)種方法也适用于非常小(xiǎo)的(de)連接器(qì),如浩亭的(de)Smart ix(圖3)所示。Smart ix是一個(gè)10極的(de)小(xiǎo)型連接器(qì),內(nèi)部集成了微(wēi)控制器(qì)。通(tōng)過微(wēi)控制器(qì),能夠實現(xiàn)精準的(de)識别。ID用于單元或機(jī)器(qì)控制,确保與連接的(de)組件(jiàn)建立正确的(de)鏈接。這(zhè)樣,即便是像燈具、門觸點或模拟傳感器(qì)這(zhè)樣的(de)簡單部件(jiàn),也可以被準确地(dì)識别。控制信号會告知用戶組件(jiàn)是否已正确插入到對(duì)應的(de)端口中。
浩亭Smart ix Industrial - 具有(yǒu)識别功能的(de)小(xiǎo)型連接器(qì)
Han Protect - Han® 3A - 我們針對(duì)簡化(huà)維修流程推出的(de)連接器(qì)概念
在生(shēng)産過程中,經常會因所需的(de)專業(yè)人(rén)員(yuán)暫時(shí)無法出現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)而發生(shēng)不必要的(de)停工(gōng)。例如,隻有(yǒu)經過專業(yè)訓練的(de)工(gōng)作(zuò)人(rén)員(yuán)才能更換出現(xiàn)問(wèn)題的(de)保險絲。由于保險絲通(tōng)常位于控制櫃內(nèi)部,其他(tā)人(rén)很(hěn)難進行替換。而将保險絲集成到連接器(qì)中,如Han Protect(圖4),就可以實現(xiàn)從(cóng)外(wài)部輕松更換保險絲。由于更換保險絲時(shí)要先斷開(kāi)連接器(qì),所以即使是非專業(yè)人(rén)員(yuán),在低(dī)壓的(de)情況下(xià)也能輕松地(dì)進行替換。這(zhè)有(yǒu)效地(dì)縮短了維修時(shí)間(jiān)并降低(dī)了停機(jī)時(shí)長(cháng),從(cóng)而對(duì)資源管理(lǐ)産生(shēng)了深遠(yuǎn)的(de)積極影響。
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Han Protect - 帶有(yǒu)內(nèi)置保險絲的(de)Han® 3A連接器(qì) | Han Protect - 帶有(yǒu)內(nèi)置保險絲的(de)Han® 3A連接器(qì) |
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