教程：設(shè)置內(nèi)置邏輯的 IO-Link 網(wǎng)絡(luò)

控制系統(tǒng)傳統(tǒng)上具有多個(gè)實(shí)施層次。它們可以大致分為以下幾類(lèi)：

• 現(xiàn)場(chǎng)級(jí) I/O 設(shè)備，包括按鈕、閥門(mén)和電機(jī)接觸器。

• 控制器級(jí)別：PLC 和 PAC，有時(shí)還包括遠(yuǎn)程終端單元（RTU）和工業(yè) PLC（IPC），所有執(zhí)行指令邏輯

• SCADA 級(jí)別，包括數(shù)據(jù)采集、處理、歷史記錄和可視化。

如今，這種簡(jiǎn)單的架構(gòu)被顛覆了，由于工廠(chǎng)系統(tǒng)中所有智能設(shè)備的存在。指令邏輯級(jí)別現(xiàn)在存在于多個(gè)層級(jí)，而不僅僅是在控制器內(nèi)部。

最近的趨勢(shì)是將控制邏輯下移到最合理的層級(jí)，就像人類(lèi)的神經(jīng)系統(tǒng)一樣，在應(yīng)用點(diǎn)快速反應(yīng)，讓主控制器成為網(wǎng)關(guān)，共享工廠(chǎng)中各個(gè)機(jī)器中心的數(shù)據(jù)，或者專(zhuān)注于高能耗的視覺(jué)或 AI 執(zhí)行。

在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上允許此邏輯執(zhí)行意味著我們必須了解如何連接設(shè)備、連接控制邏輯以及快速輕松地應(yīng)用功能塊算法。

圖 1。 本項(xiàng)目使用 SICK 公司的新款 SIG300。

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，我們將轉(zhuǎn)向 SICK 公司全新推出的 SIG300 傳感器集成網(wǎng)關(guān)，使用一個(gè)傳感器和一個(gè)堆疊式指示燈，兩者都配置為 IO-Link。

連接到 IO-Link 主站

與一些控制系統(tǒng)教程不同，我們不需要 PLC 或以太網(wǎng)連接來(lái)進(jìn)行配置。USB-C 連接主機(jī)一個(gè)通過(guò)固定 IP 地址 169.254.0.1 訪(fǎng)問(wèn)的 Web 服務(wù)器。確保 USB-C 線(xiàn)纜不僅用于供電，還要支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。

使用 Web 瀏覽器導(dǎo)航到該 IP 地址，您將進(jìn)入 SOPASair 配置軟件。

圖 2。 通過(guò) USB 登錄 Web 服務(wù)器。

這為什么重要？首先，配置計(jì)算機(jī)不需要連接到機(jī)器網(wǎng)絡(luò)，這可以保護(hù)該網(wǎng)絡(luò)上的所有其他設(shè)備免受潛在的不安全計(jì)算機(jī)的訪(fǎng)問(wèn)。其次，USB 接口需要近距離物理接觸，進(jìn)一步防止對(duì)設(shè)備進(jìn)行未經(jīng)授權(quán)的更改。最后，由于連接是獨(dú)立的，因此無(wú)需斷開(kāi)任何現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)電纜即可連接，因此不會(huì)中斷機(jī)器網(wǎng)絡(luò)。

在右上角，使用默認(rèn)密碼“main”登錄維護(hù)用戶(hù)級(jí)別，除非它已被更改。出于安全原因，您應(yīng)該設(shè)置自己的密碼。

設(shè)置端口

我們首先需要根據(jù)需要將每個(gè)端口配置為 IO-Link、數(shù)字輸入或數(shù)字輸出。在 SPOASair 界面中，導(dǎo)航到左側(cè)邊欄的端口菜單，其中列出了所有端口。

圖 3。 所有端口均可配置為 IO-Link 或單獨(dú)的數(shù)字 I/O 引腳。

默認(rèn)情況下，所有端口都設(shè)置為 IO-Link，但快速更改可以使其適應(yīng)數(shù)字 I/O 使用。點(diǎn)擊頂部附近的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限選項(xiàng)卡，并確保 Sensor Port Configuration 在 REST API / MQTT / UI 中已勾選。如果您想在邏輯編輯器中使用輸出端口，請(qǐng)確保邏輯編輯器中已勾選 Write Process Data。回到端口選項(xiàng)卡，您現(xiàn)在可以在 IO-Link、DI 或 DO 之間切換不同的引腳。

IO-Link 設(shè)備怎么樣？

如果某個(gè)端口連接了 IO-Link 設(shè)備，可以通過(guò) IODD 視圖添加很多額外功能。這個(gè) IODD 是一個(gè)文件，稱(chēng)為 IO-Link 設(shè)備描述文件，幾乎可以在所有 IO-Link 設(shè)備的網(wǎng)站上找到。

圖 4。 上傳 IODD 文件。

在左側(cè)，點(diǎn)擊應(yīng)用，然后選擇 IODD 文件管理。從這里，您可以上傳任何 IO-Link 設(shè)備（來(lái)自任何制造商）的 IODD 文件。回到端口菜單，現(xiàn)在您可以將 IODD 文件分配給端口，這樣 SIG300 就會(huì)一直知道要期待什么設(shè)備。

IODDs 能做什么？讓我舉兩個(gè)例子。

首先，我有一個(gè) WTT 激光測(cè)距傳感器。當(dāng)我分配 IODD 并導(dǎo)航到 IODD 查看器選項(xiàng)卡時(shí)，我可以看到觸發(fā)的輸出當(dāng)前狀態(tài)，讀取模擬值，教授 Q 輸出的觸發(fā)點(diǎn)，以及其他許多功能。這些模擬和數(shù)字輸出也將在邏輯編輯器中可用。

第二，我有一個(gè) SLT 塔燈。在 IODD 查看器中，我可以選擇運(yùn)行模式（水平、分段等），配置顏色，調(diào)整亮度，等等。根據(jù)模式（我選擇水平模式），邏輯編輯器將此燈作為輸出。

圖 5。 這是在 IODD 查看器中可以配置的示例（這是一個(gè) SLT 燈塔）。

構(gòu)建和應(yīng)用邏輯

對(duì)于本介紹，我們將應(yīng)用一個(gè)非常簡(jiǎn)單的邏輯程序。傳感器的模擬距離將在塔燈的“液位”模式下反映出來(lái)。

點(diǎn)擊應(yīng)用，然后邏輯編輯器。當(dāng) I 和 O 點(diǎn)加載時(shí)，我們應(yīng)該能夠找到兩個(gè)條目：

• 左側(cè)的 S1 模擬值是 WTT 傳感器。S# 指的是 SIG 上的連接端口，所以這個(gè)數(shù)字可能不同。我的傳感器在端口 1。這個(gè)傳感器額定范圍高達(dá) 3800 毫米。

• 右側(cè)的 S2 水位值是塔燈輸出。默認(rèn)情況下（盡管你可以在 IODD 查看器中更改此設(shè)置），塔燈會(huì)以 5 的倍數(shù)來(lái)點(diǎn)亮每個(gè)段。這是一個(gè) 20 段的燈，所以 100 的值會(huì)完全點(diǎn)亮塔燈。這很重要。

將 S1 模擬值拖入工作區(qū)，然后是 S2 水位值。通過(guò)點(diǎn)擊并拖動(dòng)將 S1 直接連接到 S2，使其形成一條線(xiàn)。由于這是一個(gè)整數(shù)值，所以它會(huì)顯示為深紅色。

圖 6。 將傳感器直接連接到燈塔。

點(diǎn)擊左上角的“應(yīng)用”，它將起作用，但塔會(huì)很快亮起。這是因?yàn)?00毫米（這并不遠(yuǎn)）將完全點(diǎn)亮堆棧。

相反，讓我們將傳感器值除以10，這樣我們需要達(dá)到1000毫米才能完全點(diǎn)亮。你可以根據(jù)需要從該傳感器中獲取任何數(shù)字，最多到38（記住最大范圍是3800毫米）。

圖 7。 使用分塊模塊來(lái)制作更合適的范圍刻度。

拖入一個(gè)整數(shù)除法模塊，然后從左側(cè)跟隨一個(gè)常量（CON）。你會(huì)注意到四個(gè)不同顏色的常量模塊，每個(gè)顏色代表一種數(shù)據(jù)類(lèi)型。深紅色是整數(shù)正確的類(lèi)型。

圖 8。 驅(qū)動(dòng)傳感器的燈光的編譯邏輯結(jié)構(gòu)。

將常量連接到除法模塊后，點(diǎn)擊角落的齒輪，設(shè)置常量值為10。

圖 9。 添加一個(gè)常數(shù)除以 10 的值。

使用這個(gè)新的邏輯結(jié)構(gòu)，點(diǎn)擊應(yīng)用，你應(yīng)該有一個(gè)由傳感器驅(qū)動(dòng)的功能信號(hào)塔。此時(shí)可以斷開(kāi)計(jì)算機(jī)；邏輯現(xiàn)在存儲(chǔ)在 SIG300 上。

少量邏輯也能發(fā)揮大作用

將邏輯盡可能靠近應(yīng)用點(diǎn)，我們可以幫助管理自動(dòng)化系統(tǒng)的更零散的部分，而不會(huì)干擾中央控制器。然而，需要注意的是，務(wù)必仔細(xì)記錄項(xiàng)目；如果管理不當(dāng)，在多個(gè)設(shè)備上安裝邏輯可能會(huì)變得非常混亂。記住這一點(diǎn)，你將能夠迅速構(gòu)建和維護(hù)真正復(fù)雜的系統(tǒng)。