在智能的生產(chǎn)流程中，萬(wàn)事聯(lián)網(wǎng)因此可以顯著提高生產(chǎn)力。然而，只有在廣泛的數(shù)據(jù)可用時(shí)，這才有可能。創(chuàng)新的診斷解決方案必須具有靈活的可擴(kuò)展性，并為智能工廠的需求做好準(zhǔn)備。

　　為確保功能安全，當(dāng)通往危險(xiǎn)區(qū)域的門(mén)打開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)必須立即停止。這都是必須的要求。通過(guò)安全傳感器檢測(cè)這些門(mén)的狀態(tài)，而且安全傳感器通常按照以下的標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行串聯(lián)：一個(gè)傳感器的OSSD(輸出切換信號(hào)設(shè)備)輸出與下一個(gè)傳感器的輸入相連。為了找出哪個(gè)傳感器被觸發(fā)，以前所有的傳感器都必須以星形配置單獨(dú)連接，這樣做既復(fù)雜，成本也高。此外，它也智能傳輸1位，也就是關(guān)于一個(gè)傳感器是否檢測(cè)到執(zhí)行器的信息。

　　在智能的診斷解決方案的幫助下，如自動(dòng)化系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商皮爾磁的安全診斷設(shè)備，現(xiàn)在可以訪問(wèn)安全設(shè)備的狀態(tài)信息，讀出這些設(shè)備的配置參數(shù)并將相關(guān)活動(dòng)可視化，因此，系統(tǒng)的可用性得到了提高。

　　串聯(lián)連接對(duì)環(huán)式鏈接配置而言也是新的方式

　　由于診斷的解決方案包括一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線模塊以及分配器和安全傳感器技術(shù)，那么串聯(lián)連接的原理可以首次被應(yīng)用到來(lái)自不同制造商的安全設(shè)備的低成本的環(huán)式鏈接配置中。除此之外，這個(gè)系統(tǒng)，如果使用了系統(tǒng)的傳感器，那么可以根據(jù)流程的要求選擇激活診斷功能，為設(shè)備的操作提供了高水平的靈活性。只需要一根標(biāo)準(zhǔn)的電纜就可以連接傳感器，更重要的是，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，可提供保護(hù)類(lèi)型為IP67或IP20的無(wú)源布線輔助工具，從而為現(xiàn)場(chǎng)和控制柜中的安裝提供了最佳的解決方案。

　　智能的傳感器提供更廣泛的功能

　　因?yàn)樵谶@種情況下，診斷信息可達(dá)300字節(jié)，與之前的1位相比，可以實(shí)現(xiàn)哪怕到就目前而言都是屬于高度復(fù)雜的傳感器和可編程邏輯控制器的功能。例如，單個(gè)序列號(hào)、版本狀態(tài)、當(dāng)前的條件和歷史故障條件。這些信息和其他的一些數(shù)據(jù)現(xiàn)在都在傳感器中。而傳感器提供的正是用戶目前要求的數(shù)據(jù)和信息。例如，用戶可以在高度編碼的開(kāi)關(guān)和使用診斷信息的編碼開(kāi)關(guān)之間做選擇。兩者都提供了極高的防篡改保護(hù)。如果用戶選擇了高度編碼的開(kāi)關(guān)，那么這種保護(hù)就會(huì)永久地、嚴(yán)格地在開(kāi)關(guān)中實(shí)現(xiàn)。然而，現(xiàn)在用戶能夠很容易地將編碼開(kāi)關(guān)中的一些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到控制單元的存儲(chǔ)器中，然后他們就可以靈活地“復(fù)制高度編碼的開(kāi)關(guān)”了。

　　本地和互聯(lián)網(wǎng)上的狀態(tài)監(jiān)測(cè)

　　在那里，數(shù)據(jù)可以通過(guò)Modbus或Profibus進(jìn)行查詢和處理，將來(lái)還可以通過(guò)Profinet或Ethernet/IP來(lái)進(jìn)行，然后在現(xiàn)場(chǎng)總線模塊的顯示屏上、PLC的顯示器上或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器在計(jì)算機(jī)屏幕上整齊地顯示。換句話說(shuō)，數(shù)據(jù)既可以供機(jī)器的操作人員使用，也可以遠(yuǎn)程進(jìn)行訪問(wèn)。

　　診斷解決方案被配置為至多可連接16個(gè)安全傳感器，因此安全回路的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)緊要。因此，一個(gè)診斷接口可用于安全傳感器，例如在機(jī)器的左邊或者右邊。這樣，每個(gè)傳感器都可以通過(guò)一個(gè)安全評(píng)估設(shè)備分別進(jìn)行處理。這樣一來(lái)，所有的傳感器都可以從診斷系統(tǒng)中的主控門(mén)集中管理，從而大大方便了對(duì)多個(gè)安全設(shè)備的監(jiān)控。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配置方式，主門(mén)可以通過(guò)DHCP(動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議)或通過(guò)先前定義的IP地址進(jìn)行連接。這為用戶提供了很大的自由度，可以將他們的現(xiàn)有應(yīng)用程序整合到網(wǎng)絡(luò)中。

　　無(wú)論多大的應(yīng)用，一根電纜的解決方案

　　哪些診斷信息可以被記錄?首先是安全傳感器的狀態(tài)以及他們的輸入和輸出情況。還可以讀取過(guò)壓或欠壓的警告信息，尤其是在長(zhǎng)電纜上，如果事先沒(méi)有仔細(xì)測(cè)量過(guò)，就可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓或電壓的警告信息。這是因?yàn)?，?chuàng)新的診斷解決方案與其他的系統(tǒng)不同，它可以擴(kuò)展到900米，這使得它第一次能夠通過(guò)一個(gè)單一的電纜解決方案來(lái)連接大型的高架倉(cāng)庫(kù)、內(nèi)部的物流應(yīng)用或鋼鐵行業(yè)的一些分散設(shè)備。

　　明確識(shí)別故障

　　除此之外，還可以調(diào)用設(shè)備屬性的信息，如產(chǎn)品編號(hào)、產(chǎn)品版本號(hào)和序列號(hào)或者存儲(chǔ)識(shí)別設(shè)備的信息，這樣在發(fā)生故障時(shí)就更容易更換。這些信息也有助于在復(fù)雜的設(shè)備中迅速找到有故障的安全傳感器。此外，診斷解決方案的現(xiàn)場(chǎng)總線模塊，即使是在電壓復(fù)位之后也可以記錄所有的狀態(tài)變化，這使得故障可以被清晰地識(shí)別出來(lái)。如果采用傳感器的LED燈則無(wú)法做到這一點(diǎn)，但這點(diǎn)又非常重要，因?yàn)樵诰S修的過(guò)程中，很容易出現(xiàn)其他故障，比如一旦斷開(kāi)插頭則可能無(wú)法再檢測(cè)到原來(lái)的故障 。簡(jiǎn)而言之，診斷解決方案確保系統(tǒng)可以更快地回復(fù)運(yùn)行。另一個(gè)好處是，如果安全傳感器打開(kāi)了安全門(mén)，控制柜中的警告燈就會(huì)直接通電。這種方法在安全自動(dòng)化領(lǐng)域仍然被廣泛使用。診斷解決方案的現(xiàn)場(chǎng)總線模塊支持最多六個(gè)燈的直接啟動(dòng)，這減少了可視化的工程和對(duì)編程的要求。這意味著工廠的操作人員可以從現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)單的布線中獲益，而且仍然能夠準(zhǔn)確地知道是哪個(gè)門(mén)受到了影響。

　　現(xiàn)在可以單獨(dú)進(jìn)行防護(hù)裝置的鎖定

　　結(jié)合安全門(mén)系統(tǒng)PSENmlock，除了單電纜的解決方案，現(xiàn)在也可以通過(guò)診斷解決方案對(duì)安全門(mén)進(jìn)行單獨(dú)激活/通電。例如，如果系統(tǒng)中的維護(hù)工作或工具的更換尚未完成，則需要定義哪些門(mén)允許在設(shè)備關(guān)機(jī)后被打開(kāi)，但如果沒(méi)有使用安全的診斷設(shè)備，所有門(mén)都會(huì)打開(kāi)，誰(shuí)有訪問(wèn)權(quán)限呢?使用安全的診斷設(shè)備能夠確保只有經(jīng)過(guò)了培訓(xùn)和授權(quán)的人員才能夠靠近系統(tǒng)，從而有效防止現(xiàn)場(chǎng)的篡改企圖或數(shù)據(jù)盜取。

　　記錄變化，最大限度地減少停機(jī)時(shí)間

　　由于診斷解決方案能夠在現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程收集各種診斷數(shù)據(jù)，可以用于預(yù)測(cè)性維護(hù)，這一功能在工業(yè)4.0的背景下越來(lái)越重要。這不僅適用于及時(shí)更換磨損的部件，也適用于維護(hù)操作安全。以前，如果現(xiàn)場(chǎng)的操作人員在事后報(bào)告了一個(gè)問(wèn)題，有時(shí)可能是幾年后才報(bào)告，制造商很難確定在這段時(shí)間內(nèi)機(jī)器發(fā)生了什么變化。現(xiàn)在，使用存儲(chǔ)在診斷解決方案中的數(shù)據(jù)，只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)，不需要在控制層面增加任何的額外硬件，就可以完成原始狀態(tài)與當(dāng)前狀態(tài)的比較，有利于縮短停機(jī)時(shí)間。

　　診斷解決方案為模塊化方法提供支持

　　工業(yè)4.0場(chǎng)景的另一個(gè)例子是用于功能安全的模塊化系統(tǒng)的智能解決方案。通過(guò)串聯(lián)的診斷解決方案，機(jī)械工程師增加新的模塊非常簡(jiǎn)單。例如，如果客戶不但想生產(chǎn)產(chǎn)品，還想對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鋁箔包裝，那么不需要新的電纜，不需要對(duì)控制柜和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改也不需要額外的安裝裝置。除了電路之外，只需要為每個(gè)模塊的安全門(mén)的左右安裝安全傳感器，并通過(guò)另一個(gè)分配器與串聯(lián)中的最后一個(gè)傳感器相聯(lián)。只有在16個(gè)傳感器都已經(jīng)連接到診斷解決方案的情況下，才有必要增加一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的總線模塊。在絕大多數(shù)的情況下，串聯(lián)的傳感器不會(huì)超過(guò)6個(gè)、8個(gè)或者最多10個(gè)，這種配置應(yīng)用起來(lái)絕對(duì)是綽綽有余。

　　其他替代方案：IO-Link 安全

　　如果使用了所有的原件，則可獲得診斷解決方案的整個(gè)功能范圍。IO-Link 安全是目前一種正在開(kāi)發(fā)的替代辦法。它保證了包括傳感器的互操作性，因此在各個(gè)層面上能夠與不同制造商的安全設(shè)備一起發(fā)揮作用。數(shù)據(jù)可以在傳感器和PLC之間安全地傳輸，從而開(kāi)辟了新地應(yīng)用可能性。有了IO-Link安全，PLC負(fù)責(zé)切換而不是傳感器，模擬了昂貴地安全架構(gòu)，傳感器和PLC之間產(chǎn)生了新的相互依賴的關(guān)系(比如在更換的情況下)。此外，這種方法是基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的，也就是說(shuō)在現(xiàn)場(chǎng)或控制柜中采用的是星形的配置。總的來(lái)說(shuō)，安裝和工程的成本都比診斷方案要高得多，因?yàn)椴粌H電纜要增加，為了對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，還需要安全PLC。

　　根據(jù)不同的應(yīng)用,成本效益比將是決定采用哪種系統(tǒng)的主要因素。就目前而言，IO-Link安全仍然是對(duì)未來(lái)的愿景，而SDD診斷解決方案是已經(jīng)可以使用了。

　　像安全設(shè)備診斷這樣的診斷解決方案，由于其詳細(xì)和更有結(jié)論性的診斷，大大減少了服務(wù)電話的數(shù)量。無(wú)論是在現(xiàn)場(chǎng)還是通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)，都能提供清晰的可視化信息。

　　此外，智能的單電纜解決方案擴(kuò)展了串聯(lián)連接的界限：安全傳感器創(chuàng)新性的串聯(lián)連接以及對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的直接評(píng)估，不僅顯著增加了設(shè)備的可用性，而且通過(guò)其模塊化的方式，為未來(lái)的工廠呈現(xiàn)了一個(gè)合適的診斷解決方案。