来自Leuze电子的一个创新:双通道原理-但这实际上意味着什么?

数字化的兴起也意味着已知的流程和程序可能会发生变化。目前正在审查迄今为止有效和确立的标准，完全废除这些标准，或者可能需要加以调整。在许多方面，人们感到世界正变得越来越复杂，因此需要新水平的专门知识和战略来成功应对未来的挑战。因此，Leuze electronic正在开发智能传感器，以优化其客户的生产流程，并提高其系统和机器的生产率。

图1:双通道原理

数字化和工业4.0到底意味着什么?
工业4.0和工业物联网背后的主要想法是标准化数据，以及数据在所有系统边界和云上交换的方式。大部分数据是在传感器的帮助下生成的。它们的工作是捕获过程变量，并通过接口将这些变量以数据的形式传输到接收系统。这些过程数据基本上是解决实际自动化任务的原始数据。根据传感器类型的不同，可以获得不同数量的数据。所使用的接口最适合于数据传输的复杂性:基本的二进制交换传感器通过IO-Link点对点通信接口传输进程值、状态和诊断消息。具有更高功能的更复杂的传感器通常集成在具有实时能力的现场总线网络中。它们还可以传递多个过程和报警值，以及状态和诊断信息，并可以通过控制系统完全参数化。工业4.0也将更多的注意力放在其他问题上，如配方和格式转换，以及状态监控和预测性维护。自动化任务所需的数据通常不是强制性的，但它可以帮助用户通过安排预防性维护间隔来提高系统的可用性。 The data is collected from a wide variety of sources and gathered in a central location, such as a cloud, for example. Even though the data is updated infrequently, there can still be a significant data volume, thus giving the communication a different character.

Leuze电子提供了哪些与工业物联网和工业4.0相关的通信解决方案?双通道原理是如何工作的?

Leuze电子通过双通道原理最佳地支持这种不同的通信特性。当用于过程控制的数据通过第一传感器通道实时传输时，第二传感器通道将信息传输给机器进行监测和分析。无论传感器的复杂性如何，所有具有接口的传感器的原理都是相同的。

双通道双开关传感器

1.双通道连接PLC
例如，在高速包装机中使用的KRT18B对比度传感器，用于确定精确的切割标记位置，机器的包装质量取决于开关输出的实时能力。由于这个原因，最好不要通过控制器来环路对比度传感器的开关输出，而是应该直接连接到执行器。为了仍然允许监测和分析机器，对比度传感器还具有IO-Link通信接口，以及快速开关输出。通过该接口可以监控进程值、确定功能预留和配置。它还支持客户更改食谱或转换格式。

图2:连接到PLC的双通道

2.双通道和IIoT/工业4.0
IIoT和Industry 4.0要求数据尽可能独立于位置，并可供全球其他自动化参与者使用，例如，用于监控和配置。这通常通过云解决方案实现。如果上述前提条件相同，则需要连接到具有以太网接口和OPC-UA通信协议的IO链路耦合模块，而不是连接到PLC的IO链路。例如，通过物联网边缘网关实现与云的连接。

图3：带二进制开关传感器的双通道和IIoT/Industry 4.0

带现场总线接口的双通道传感器

1.双通道和工业物联网/工业4.0
对于具有集成现场总线接口的更复杂传感器，Leuze electronic还提供双通道解决方案。例如，BCL 348i条形码扫描仪具有PROFINET现场总线接口。原则上，可通过此接口从控制装置执行过程和报警值、详细状态和诊断消息以及完整的设备参数化。但是，如果数据需要独立于位置且在全球范围内可用，则传感器可通过其带有OPC-UA通信协议的工业以太网接口提供数据。它可以通过集成云连接器或物联网边缘网关一直传输到云应用程序。

用于监视和配置的过程值与位置无关的数据
图4:双通道和带有现场总线接口传感器的IIoT / Industry 4.0

Leuze电子的双通道原理的优点
状态监控或预测性维护是工业物联网和工业4.0的重要组成部分，这些问题要求传感器能够以标准化格式在全球范围内提供数据。通常，必须确定实时能力需求是什么。双通道原理首次实现了根据客户要求单独提供数据。实时数据通过通道1传输，过程监控和配置数据通过通道2传输。

二进制开关传感器的传统IO链路接口允许在SIO模式（标准IO模式）下按请求与传感器进行开关信号或点对点通信，但无法实现此功能。这是因为过程控制同时需要两条信息。对于客户而言，必须能够持续评估对比度传感器的过程值，将保留切换到阈值，或在线检测包装机包装过程中的污染状态，以便尽早检测与目标状态的偏差。这正是双通道原理所帮助的。

对于具有现场总线的传感器，提供实时功能和监控和配置数据，至少提供实时以太网接口，但仅在本地，而不是位置独立的和全球范围内。而且大多数情况下，传感器提供的用于状态监测或预测性维护的信息不会得到评估。Leuze双通道原则也提供了正确的解决方案。

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