教程：設置內置邏輯的 IO-Link 網(wǎng)絡(luò )

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

• 現場(chǎng)級 I/O 設備，包括按鈕、閥門(mén)和電機接觸器。

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

• SCADA 級別，包括數據采集、處理、歷史記錄和可視化。

如今，這種簡(jiǎn)單的架構被顛覆了，由于工廠(chǎng)系統中所有智能設備的存在。指令邏輯級別現在存在于多個(gè)層級，而不僅僅是在控制器內部。

最近的趨勢是將控制邏輯下移到最合理的層級，就像人類(lèi)的神經(jīng)系統一樣，在應用點(diǎn)快速反應，讓主控制器成為網(wǎng)關(guān)，共享工廠(chǎng)中各個(gè)機器中心的數據，或者專(zhuān)注于高能耗的視覺(jué)或 AI 執行。

在現場(chǎng)設備上允許此邏輯執行意味著(zhù)我們必須了解如何連接設備、連接控制邏輯以及快速輕松地應用功能塊算法。

圖 1。 本項目使用 SICK 公司的新款 SIG300。

對于這個(gè)項目，我們將轉向 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，還要支持數據傳輸。

使用 Web 瀏覽器導航到該 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，配置計算機不需要連接到機器網(wǎng)絡(luò )，這可以保護該網(wǎng)絡(luò )上的所有其他設備免受潛在的不安全計算機的訪(fǎng)問(wèn)。其次，USB 接口需要近距離物理接觸，進(jìn)一步防止對設備進(jìn)行未經(jīng)授權的更改。最后，由于連接是獨立的，因此無(wú)需斷開(kāi)任何現場(chǎng)總線(xiàn)電纜即可連接，因此不會(huì )中斷機器網(wǎng)絡(luò )。

在右上角，使用默認密碼“main”登錄維護用戶(hù)級別，除非它已被更改。出于安全原因，您應該設置自己的密碼。

設置端口

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

圖 3。 所有端口均可配置為 IO-Link 或單獨的數字 I/O 引腳。

默認情況下，所有端口都設置為 IO-Link，但快速更改可以使其適應數字 I/O 使用。點(diǎn)擊頂部附近的訪(fǎng)問(wèn)權限選項卡，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，請確保邏輯編輯器中已勾選 Write Process Data?；氐蕉丝谶x項卡，您現在可以在 IO-Link、DI 或 DO 之間切換不同的引腳。

IO-Link 設備怎么樣？

如果某個(gè)端口連接了 IO-Link 設備，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 設備描述文件，幾乎可以在所有 IO-Link 設備的網(wǎng)站上找到。

圖 4。 上傳 IODD 文件。

在左側，點(diǎn)擊應用，然后選擇 IODD 文件管理。從這里，您可以上傳任何 IO-Link 設備（來(lái)自任何制造商）的 IODD 文件?；氐蕉丝诓藛?，現在您可以將 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 激光測距傳感器。當我分配 IODD 并導航到 IODD 查看器選項卡時(shí)，我可以看到觸發(fā)的輸出當前狀態(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，我可以選擇運行模式（水平、分段等），配置顏色，調整亮度，等等。根據模式（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）。

構建和應用邏輯

對于本介紹，我們將應用一個(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)擊應用，然后邏輯編輯器。當 I 和 O 點(diǎn)加載時(shí)，我們應該能夠找到兩個(gè)條目：

• 左側的 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 3800 毫米。

• 右側的 S2 水位值是塔燈輸出。默認情況下（盡管你可以在 IODD 查看器中更改此設置），塔燈會(huì )以 5 的倍數來(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，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“應用”，它將起作用，但塔會(huì )很快亮起。這是因為100毫米（這并不遠）將完全點(diǎn)亮堆棧。

相反，讓我們將傳感器值除以10，這樣我們需要達到1000毫米才能完全點(diǎn)亮。你可以根據需要從該傳感器中獲取任何數字，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)整數除法模塊，然后從左側跟隨一個(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)顏色代表一種數據類(lèi)型。深紅色是整數正確的類(lèi)型。

圖 8。 驅動(dòng)傳感器的燈光的編譯邏輯結構。

將常量連接到除法模塊后，點(diǎn)擊角落的齒輪，設置常量值為10。

圖 9。 添加一個(gè)常數除以 10 的值。

使用這個(gè)新的邏輯結構，點(diǎn)擊應用，你應該有一個(gè)由傳感器驅動(dòng)的功能信號塔。此時(shí)可以斷開(kāi)計算機；邏輯現在存儲在 SIG300 上。

少量邏輯也能發(fā)揮大作用

將邏輯盡可能靠近應用點(diǎn)，我們可以幫助管理自動(dòng)化系統的更零散的部分，而不會(huì )干擾中央控制器。然而，需要注意的是，務(wù)必仔細記錄項目；如果管理不當，在多個(gè)設備上安裝邏輯可能會(huì )變得非?；靵y。記住這一點(diǎn)，你將能夠迅速構建和維護真正復雜的系統。