デュアルチャネルの原理

デジタル化の進展は、既知のプロセスや手順が変更される可能性があることも意味します。これまで有効で確立されてきた基準が、現在検討中であったり、完全に廃止されたり、あるいは適応する必要があるかもしれません。多くの点で、世界はますます複雑化しており、将来の課題をうまく克服するための新たなレベルの専門知識と戦略が求められています。このため、ロイツェは、お客様の生産プロセスを最適化し、システムや機械の生産性を向上させるスマートセンサを開発しています。デュアルチャネルが何を意味するかは、次のビデオでご確認ください。

デジタル化とインダストリー4.0が意味するものとは？

インダストリー4.0とIIoTの背後にある主な考え方は、すべてのシステムの境界を越えて、クラウドに至るまで、データとその交換方法を標準化することです。これらのデータのほとんどは、センサの助けを借りて生成されます。その仕事は、プロセス変数を捕捉し、インターフェースを通じてレシーバシステムにデータ転送することです。これらのプロセスデータは、基本的には実際の自動化タスクを解決するための元のデータです。

センサの種類によって利用可能なデータ量は異なります。使用されるインターフェースは、データ伝送の複雑さに最適化されています。基本バイナリスイッチングセンサは、IO-Link ポイント・トゥ・ポイント通信インターフェースを介してプロセス値、ステータス、診断メッセージを転送します。より高度な機能を持つ複雑なセンサは、リアルタイム機能を持つフィールドバスネットワークに統合されることがよくあります。また、複数のプロセス値やアラーム値、ステータスや診断メッセージを転送し、システム制御を介して完全にパラメータ化することができます。

インダストリー4.0では、レシピやフォーマットの切り替え、状態監視や予知保全など、その他の問題にも焦点が当てられています。このために必要なデータは、通常、自動化タスクには必須ではありませんが、予防メンテナンス間隔をスケジューリングすることにより、システムの可用性を高めるのに役立ちます。データはさまざまなソースから収集され、たとえばクラウドなどの中央の場所に集められます。データの更新頻度が低い場合でも、依然として大量のデータが存在する可能性があるため、通信に異なる性質が与えられます。

バイナリスイッチングセンサを備えたデュアルチャネル

1.PLCに接続されたデュアルチャネル

例えば、高速包装機で正確なカットマーク位置を決定するために使用されるKRT 18Bコントラストセンサでは、機械の包装品質はスイッチング出力のリアルタイム性能に依存します。このため、コントラストセンサのスイッチング出力はコントローラを経由せず、アクチュエータに直接接続される必要があります。機械の監視と分析を可能にするため、コントラストセンサは高速スイッチング出力に加え、IO-Link通信インターフェースも備えています。このインターフェースは、プロセス値の監視、機能リザーブの決定、設定の実行に使用することができます。また、レシピの変更やフォーマットのスイッチングもサポートします。

2.デュアルチャネルとIIoT/インダストリー4.0

IIoTとインダストリー4.0では、可能な限り場所に依存せず、監視や設定などの目的で、他のオートメーション参加者が世界中で利用できるデータが必要です。これは通常、クラウドソリューションによって実現されます。上記と同じ前提条件が成り立つ場合は、PLC への IO-Link 接続の代わりに、Ethernet インタフェースと OPC UA 通信プロトコルを持つ IO-Link カップリングモジュールへの接続が必要です。クラウドへの接続は、例えばIoTエッジゲートウェイを介して行われます。  

フィールドバスインターフェース付きデュアルチャネル

デュアルチャネルとIIoT/インダストリー4.0

統合型フィールドバスインターフェースを備えたより複雑なセンサのために、ロイツェはデュアルチャネルソリューションも提供しています。例えば、BCL 348iバーコードスキャナはPROFINETフィールドバスインターフェースを備えています。原則として、プロセス値とアラーム値、詳細なステータスと診断メッセージ、および完全なデバイスのパラメータ化は、このインターフェースを介して制御から実行することができます。しかし、データを場所に依存せず世界中で利用する必要がある場合、センサはOPC UA通信プロトコルを備えた産業用Ethernetインターフェースを介してこれを提供します。統合されたクラウドコネクタまたはIoTエッジゲートウェイを経由して、クラウドアプリケーションに転送することができます。

IIoTやインダストリー4.0の大きな部分を占める状態監視や予知保全などの問題には、データを世界中で標準化されたフォーマットで利用できるセンサが必要です。一般に、リアルタイム機能の要件が何であるかを決定する必要があります。デュアル・チャネルの原理により、お客様のご要望に応じてデータを個別に提供することが初めて可能になりました。リアルタイムデータはチャネル1経由で転送され、プロセス監視と設定のためのデータはチャネル2経由で転送されます。

SIO モード（標準 IO モード）の要求に応じてスイッチング信号またはセンサとのポイント・トゥ・ポイント通信を可能にするバイナリスイッチング式センサ用の従来の IO-Link インターフェースでは、このようなことはできません。これは、プロセス制御には両方の情報が並行して必要となるためです。顧客にとっては、例えば、目標状態からの偏差を早期に検出するために、コントラストセンサのプロセス値、閾値へのスイッチング予備、または包装機の包装プロセスにおける汚れ状態をオンラインで継続的に評価することが可能でなければなりません。これはまさにデュアルチャネル原理が役立つものです。 

フィールドバス付きセンサの場合、監視と設定のためのリアルタイム機能とデータは、少なくともリアルタイム Ethernet インターフェースでは提供されますが、ローカルにのみ提供され、場所に依存しないワールドワイドなものではありません。そしてほとんどの場合、状態監視や予知保全のためにセンサから提供される情報は評価されません。ロイツェのデュアルチャネル原理は、このような問題にも適切なソリューションを提供します。