虹科分享 | 如何基于IO-Link wireless方案实现工厂数据采集和状态监测

数据和数字化是工业4.0变革的关键驱动因素。从整个工厂的传感器获取数据，除了优化制造计划和流程外，还能实现强大的分析和决策。目前，基于数据的应用正在催生更多智能解决方案，以提高制造业的灵活性和敏捷性，进而提高效率和降低成本。

数据采集在工业环境中通常被认为是不具备成本效益或不可行的。一个传感器必须被放置在数据所在的地方，这些位置通常是具有挑战性或难以到达的地方，比如机器的零件内部、快速移动或旋转的平台上，或在远程的位置。

为了克服这些电缆部署的限制并支持灵活性需求，必须在工厂车间集成OT级无线技术。这种技术需要专为工业自动化而设计，而不能依赖如Zigbee、WiFi或蓝牙等为商业物联网应用而设计的传统无线技术。因为工厂中嘈杂的环境、对通信低延迟的要求和对可扩展性的需求，使得工业无线技术有着更高的标准。

1. IO-Link wireless：电缆级工业无线通讯技术

作为IO-Link标准的扩展，IO-Link Wireless专为工业应用而设计。它是一种确定性无线协议，可确保5毫秒的低延迟自动化操作。其具有内置的抗干扰和抗噪能力，可将PER（数据包错误率）控制在1e-9的极低水平，比其他普通技术可靠性高出6个数量级（一百万倍）。该技术有着以下优势：

• 符合工业标准：低延迟，电缆级的可靠性
• 适用于快速旋转和移动的部件
• 可安装在偏远和难以到达的区域
• 不受射频和环境噪声影响
• 可在单个工作单元或机器区域内扩展至数百个单元
• 支持高级配置和监控，与IO-Link兼容

2. 应用案例

SKF是行业领先的轴承、密封件、机电一体化部件和润滑系统提供商，1907年建立于瑞典，具有非常高的国际知名度和市场占有率。在位于法国的SKF轴承制造厂中，压缩空气的所需的电力消耗占总电力消耗的很大一部分，为了节约成本，SKF需要在整个工厂的范围内监控所有使用压缩空气的机器，以确保最佳流量、防止泄露并减少浪费，而从机器到网络，大量传感器的布线十分复杂且成本高昂，使得这一项目十分具有挑战性。

SKF最终采用了虹科IO-Link无线解决方案，来实现每台机器上的流量传感器的无线连接。在这个项目中，虹科IO-Link无线网桥连接到每个现成的工业流量传感器，而IO-Link无线主站则通过无线的方式与无线网桥进行通信，并将机器中的数据中继到虹科TigoInsights（一款可视化软件）而无需重新配置PLC。除了流量数据外，系统还传达机器的运行和可用性状态。通过结合分析实时流量数据和操作数据，可以检测泄露和非最佳流量。虹科TigoInsights使得SKF能够在工厂的任何地方查看并分析数据，并接收实时警报。

虹科IO-Link无线解决方案是一种将设备无线连接到云的安全方式，“SKF无线传感器的实施提高了我们的监控质量，减少能源消耗带来的高昂成本，降低部署的复杂性，减少了手动操作，并实现了更频繁的数据采集，从而提高了运营水平并减低了风险”，SKF的负责人Claudinei Marchetto Reche如此评价道。

使用IO-Link无线基础设施不仅可以无线部署数据监控，还可以进行无线实时控制。因此，工厂不仅可以获得有关其机器和过程的知识，还可以通过实时无线自动化采取行动来改进和优化生产，即享受监控和控制领域的最佳效果。