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自動化整合暨工業網路應用已成趨勢

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攝陽企業股份有限公司 課長 許耀元
攝陽企業股份有限公司 課長 許耀元

由於全球化和使用者需求的多樣化,導致產品價格競爭日趨激烈,產品生命週期也比過去要短許多,導致製造業面臨的商業環境愈來愈嚴峻。攝陽企業許耀元課長指出,製造業必須要有能力快速應對環境的變化,方式包括刪減費用、縮短產品生命週期、強化品質等,工廠的許多設備也都需要連線,才能完美運作,網路應用便成為非常重要的關鍵。

以三菱電機的網路階層為例,希望藉由網路階層以及符合目的、用途適才適所的網路,自上位情報系統至現場層級,都能實現無縫情報聯繫。三菱電機的網路階層可以分為三個階層,最上層為資訊層網路;中間層為控制器網路,透過CC-Link IE Control,以一個網路涵蓋高速 I/O控制至控制器分散控制,配合機器的配置,實現高自由度的配線網路;最底層是現場網路,透過CC-Link IE Field以高速、大容量與光纖二重回路,對應高速、高信賴的控制器網路。

控制器網路主要的功能,在於設法讓製造裝置間相互配合進行動作,控制器中雖擁有控制程式,但控制器間沒有上下關係,彼此都是對等的。至於現場網路的控制程式則會集中在一個控制器(主站),感測器或傳動器會依照控制器的指令而進行工作,因此彼此就會有上下關係。

許耀元課長指出,設備之間在傳遞資料時,每一個裝置裡面的感測器及傳動器都需要連結,但不同的網路階層的需求,其實不太一樣,如控制器網路需要的是拋送大量資料,現場網路則是要注意即時性。

假設企業想要強化設備間和產品線的生產效能,需要蒐集更多的資料,網路應用就得符合高速傳送、大容量及穩定通信品質等三個要素。許耀元課長以CC-Link IE為例指出,企業可以採用工業級乙太網路標準通信網路(通訊速度高達1Gbps),較大的資料量可以分配於各個控制器間,適用於較大規模的分散控制,可提升速度、縮短系統的間歇時間。

另外一個例子,則是發生在系統設計者及設備維護者之間。一般而言,只要網路中的一台控制器當機,通信就會中斷,但設備維護者通常會希望即使發生異常,通信仍可以繼續進行,但系統設計者可能就會擔心發生干擾。

許耀元課長指出,CC-Link IE 的高可靠度迴路型,因為採用光纖線材、雙迴路網路設計,加上外部電源設計,可以同時兼顧系統設計者及設備維護者的要求。

第三個案例,則是設備維護者在解決問題時,為了提高效率,希望不用每次到現場,但仍能夠更快速地找出問題在哪裡。許耀元指出,CC-Link IE的工程工具(GX Work2)的圖形化界面,可以幫助設備維護者快速地確認問題,更容易找出問題的原因,配合強化的網路診斷機能,除錯會更方便,如可以自動確認Cable的IN/OUT是否誤差,也因為調查時間的縮短,進而縮短網路建構時間。

第四個案例,一樣是發生在系統設計者及設備維護者的衝突,前者總是希望能夠容易買到網路線材和設備相關產品,但後者卻可能較重視採購成本。許耀元課長建議,CC-Link IE因為採用共通標準,如乙太網路標準的光纖線材、接頭、轉接頭,可以配合系統規模的不斷擴大,很輕鬆的增加控制站。

至於現場網路的案例方面,設備維護者若需要更改產品線的架構時,往往需要重新分配設備位置,現場網路自然也需要更彈性的配置能力。許耀元課長指出,CC-Link IE 的高自由度網路架構,可自由追加設備和配置,設備維護者可以在空埠上簡單地配線,自由地設置現場機器。

如果系統設計者想要一次把網路參數設定好,不需到現場個別設定,可以利用CC-Link IE的簡單設計特性,只需利用參數設定即能達成。許耀元課長表示,系統設計者利用工程工具(GX Work2),只需在一台主站設定網路參數,即能簡單地連接至所有的控制站,要做系統變更時,也只需更改參數即可。

如果現場設備發生問題,CC-Link IE的診斷工具,會自動的檢查網路狀況,螢幕上即能掌握網路整體狀況,迴路故障、單元異常等立刻發現,網路異常處可一目瞭然,維護人員可立即鎖定異常處,排除故障,進而縮短停機時間。

CC-Link IE的無縫通信功能,即使有不同網路的存在,亦能從現場層裝置設備到上位情報端以一個網路來處理通信。不論在辦公室或現場,皆能對現場層裝置設備做情報收集及維護。對設備維護者而言,可以更有效率的處理發生的問題及設定;對系統設計者而言,在辦公室即可監控和修改程式,更能提升工作效率。