隨著智能手機、平板電腦和筆記本電腦等工具的日益普及，Wi-Fi和藍牙等無線連接技術已成為人們日常生活中不可或缺的一部分。
無線技術正在向自動化和制造領域進軍，盡管其發展速度和滲透程度在不同細分應用中有所不同。如今，無線連接技術被廣泛用于連接許多工業系統（如煉油廠和化工廠）中的
傳感器，例如溫度傳感器、壓力傳感器、流量監測器等。這些生產設施規模龐大，傳感器廣泛分布其中。隨著可靠無線通信接口的出現，現在這些設備可通過無線方式輕松地聯網，無需花費大量時間和成本進行物理連接。
無線連接技術在制造平臺中最常見的用途之一是無線人機界面(HMI)。多年來，自動化和控制平臺供應商都爭相開發無線HMI，以充實自身產品組合。
無線HMI能讓機器操作人員在工廠車間內走動時保持對機器的實時控制，無需返回操作站就能立即響應問題。無線HMI是連接到集成在標準高速自動化網絡接口（例如ProfNet和EtherNet/IP）中的無線接口設備上的。這些網絡還用于連接機器控制和自動化功能，如PLC、
伺服系統、I/O和各種執行器裝置。
現在
艾默生的AVENTICS?還為自動化系統OEM制造商和最終用戶的無線連接技術選項添加了一個強大的無線模塊：無線自動恢復模塊(ARM)。該模塊不僅能輕松調試和配置氣動閥門系統，還能實時訪問氣動組件的診斷功能。
成熟智能氣動技術的價值
氣動技術是當今自動化系統中使用最廣泛和最有效的技術之一。氣動系統久經實踐檢驗，使用壽命長，并能低成本地添加各種運動功能，非常適合自動化系統。
艾默生等技術供應商將智能引入這些廣泛使用的裝置，使氣動裝置越來越具有“智慧”，深受各大OEM制造商的歡迎。
氣動閥門技術在當今的高速自動化機器和平臺中扮演著至關重要的角色。
新的無線連接技術不斷涌現，如艾默生AVENTICS?無線ARM，
助力簡化閥門系統的調試和配置，以及實時訪問氣動元件的診斷功能。（圖片由艾默生Emerson?提供）
隨著傳感技術的進步，我們無需高額的成本就能更輕松地監測這些氣動執行器并獲取可操作的數據。氣動裝置現在與整個自動化系統聯系在一起，可以提供全方位、具有實用性的數據來改善整體設備效率(OEE)。
這些智能氣動技術所提供的實時的可行性數據，方便機器操作人員和工廠工程師通過以下兩種方式開發數據價值：立即響應氣動元件的問題，在其惡化或造成自動化系統停機之前進行糾正。
穩健、高性能的氣動系統，還為實現數據驅動的預防性維護計劃奠定了基礎；通過測量閥門的性能數據，判斷氣動功能是否超出既定閾值，來實現更具預測性的維護計劃；以最有效的方式規劃元件維修和更換，可避免計劃外停機。
強化氣動技術的新無線工具
許多復雜的自動化系統都配備了大量的氣動元件，其中多數元件現在都集成了傳感器。如何采集和管理這些數據？主要氣動裝置供應商正在部署先進的模塊化現場總線閥門系統作為物理接口，例如，部署艾默生的AVENTICS?G3系列電子現場總線閥門系統取代傳統的硬連線解決方案，并將通信接口和輸入/輸出(I/O)功能集成到氣動閥組中。
G3平臺是一個可擴展的模塊化系統，能輕松訪問其模塊組件；該平臺易于裝配、安裝、調試和維護。它支持全系列的自動化通信協議，包括EtherCAT、EtherNet/IP和ProfiNet等。這使PLC能更高效地打開和關閉閥門，并通過各種工業網絡與傳感器、指示燈、繼電器、各個閥門或其他I/O設備傳輸I/O數據。
艾默生AVENTICS?G3系列等先進的氣動現場總線閥門系統有助于簡化氣動閥門的調試、安裝，和更方便地集成到整個自動化系統中。它們支持更快的啟動和增強的診斷，有助于更早、更快地發現問題，從而延長設備正常運行時間，提高生產力。
艾默生的AVENTICS?G3系列電子現場總線閥門系統取代了傳統的硬連線解決方案，
并將通信接口和輸入/輸出(I/O)功能集成到氣動閥組中。
它是一個可擴展的模塊化系統，支持各種自動化通信協議，
包括EtherCAT、EtherNet/IP、ProfiNet和其他協議。（圖片由艾默生Emerson?提供）
無線自動恢復模塊（ARM）為G3系列平臺添加了無線功能。模塊化的無線ARM經過精心設計，可輕松地像“連接片”一樣，添加到現有的G3現場總線平臺中，方便實時訪問氣動元件的診斷功能，并簡化閥門系統的調試和配置方式。而這些正是許多自動化系統OEM制造商和最終用戶正在苦苦尋找的兩個先進之處。
無線ARM還為G3平臺提供了自動恢復功能，能夠自動存儲所有閥門配置數據，
因此在出現電源峰值或其他導致G3平臺失效的嚴重事件時，
能自動重新配置更新的模塊，用戶無需借助筆記本重新配置。（圖片由艾默生Emerson?提供）
氣動裝置的傳感器通過G3現場總線平臺聯網，將數據經由安全的Wi-Fi連接發送到基于Web的儀表盤上，方便我們通過任何智能手機、平板電腦或筆記本電腦輕松訪問。使用無線自動恢復模塊（ARM）允許閥組在機器啟動之前進行全面調試和監測；其中包括操作閾值設置和警報設置。
這就是無線接口如何通過內部Wi-Fi接入點更輕松地支持現場總線平臺的診斷和調試功能的方法。這種無線訪問尤其適用于閥門安裝在設備內部或者廠房高處等不易查看的系統，大大提高了操作的便利性和效率。
當現場總線模塊首次集成到整個自動化生產系統中時，該Web界面還可用于調試模塊的所有功能。操作人員可使用無線筆記本電腦或平板電腦來調試現場總線模塊的IP地址、子網掩碼和網關地址等網絡功能，以及波特率等閥組設置。
自動化系統啟動并運行后，電壓、短路、模塊故障、開路負載故障，和分支故障的報警信息通知都會發送到基于Web的儀表盤上。這些報警信息都是可設置的，當參數超出臨界閾值范圍，筆記本電腦或智能手機上就會收到相應警告信息。
持續收集從氣缸、閥組、壓力傳感器到氣源處理系統等各種設備的性能數據，方便操作人員掌握通過現場總線通信接口連接的所有氣動設備的運行情況，以及對生產期間產生的故障信息進行診斷。
借助這些報警信息，機器操作人員能詳細了解哪些設備或閥門組件可能正在接近故障閾值；從而為下一次的停機維護提供數據指導。
顯而易見，將性能信息和診斷數據集中到網站儀表即可反映氣動系統特性。但是，最終用戶還可以將這些數據與來自PLC和其他傳感器的其他數據相結合，對整體自動化性能進行更復雜的分析。例如使用這些實時數據深入了解機器的生產力和能源效率。
發動機試驗臺能提供如此豐富和詳細的實時性能和診斷數據，為諸多應用帶來優勢。正如大家所了解的，發動機試驗臺通常用于運行車輛發動機，直至達到其極限，以監測發動機的整體性能。壓力傳感器是這些測試系統中的關鍵測量組件。最近，一家汽車制造商在使用其發動機試驗臺時需要選擇多個不同的測試氣壓。該制造商與艾默生合作，共同開發了一種占地面積小的緊湊型定制氣動解決方案，以解決當前挑戰。
艾默生推薦了AVENTICSTM 503系列方向控制閥。相比于同尺寸的其他閥門，該系列控制閥具有超高流量額定值，并配備Ethernet接口的G3平臺、無線ARM和I/O模塊，以及帶氣源處理和流量控制的安全鎖定閥。這種一體式氣動解決方案結合超高流量和人性化的傳感器數據采集和管理方式，不僅適合機器安裝的封裝，還針對發動機試驗臺內的氣動閥組集成了通信接口和I/O功能。集成壓力調節閥的氣動閥組能解決制造商選擇壓力的挑戰，而無線ARM則使得制造商能實時訪問氣動元件的診斷功能。
無線ARM采用模塊化“連接片”設計，可與艾默生AVENTICS?G3系列電子現場總線閥門系統連接。
G3系列平臺連接的氣動裝置的性能數據可通過Wi-Fi傳輸到基于Web的專用儀表盤上，
使用智能手機、平板電腦或筆記本電腦即可輕松訪問。（圖片由艾默生Emerson?提供）
自動恢復功能
除了無線訪問調試和診斷功能，無線ARM還具有自動恢復功能。每次現場總線閥組通電時，其配置和參數設置都會保存到無線ARM的非易失性存儲器中。
一旦出現電力峰值或其它嚴重損壞G3系統任何模塊的事件，模塊化ARM設備將自動回復閥組配置信息，而無需用戶通過筆記本電腦進行重新設置。ARM可自動保存所有的配置數據，避免浪費時間并快速恢復閥組使用。
這種基于數字技術的智能備份功能是許多自動化最終用戶的關鍵要求：無需控制工程師通過PLC或筆記本電腦恢復和重新配置閥組信息，維護技術人員或機器操作人員就能輕松地進行更換來恢復閥門功能，也不必使用任何特殊工具或軟件。
無線連接技術擴展自動化系統中的IoT
無線ARM展示了一項關鍵的物聯網原理：使用先進的數字技術，最大限度提高復雜自動化系統的正常運行時間和生產力。無線接口能簡化工廠車間人員或維護技術人員從氣動閥門系統訪問診斷數據的方式。用戶無需訪問機器網絡或下載專門的應用程序，通過標準Web瀏覽器就能安全訪問實時的可操作數據。
當然，無線ARM并不是要取代用于閥門控制的高速有線自動化網絡，如EtherNet/IP或ProfiNet等。相反，它為智能氣動閥門系統平臺提供了一個簡單的無線診斷接口，同時也是對集成到氣動系統中并不斷擴大的智能數字技術范圍的重要補充。
這是艾默生等公司持續投資于創新和先進思維方式來利用無線連接等成熟技術的典范之一。其帶來的結果是，幫助制造商縮短停機時間，簡化閥門系統調試方式。此外，這些開發旨在為使用診斷和氣動設備性能數據進行分析和進一步擴展工業物聯網(IIOT)功能開辟一條途徑。
文/作者：羅鼎艾默生自動化解決方案機器自動化亞太區產品經理
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