目錄
1、測距應用要求
2、光電測距原理對比
3、IO-LinkVS 模擬量
4、SICKIO-Link 網(wǎng)關—SIG350&SIG200
5、西克光電測距方案
測距應用要求
光學測距需求常見于3C產(chǎn)品裝配、半導體加工等高精尖行業(yè)。這些行業(yè)對測距精度要求較高，通常是微米級，通過對距離的控制與監(jiān)測實現(xiàn)對產(chǎn)品加工質(zhì)量的正確控制。
近年來，隨著鋰電行業(yè)、重力儲能及瓦楞紙等行業(yè)的快速發(fā)展，光學測距也逐漸被應用在這些新興行業(yè)的重點工藝流程中，例如：
1、鋰電行業(yè)
涂布機放卷處余料監(jiān)控
輥壓分切機放卷及收卷處卷徑監(jiān)控
卷繞機收放卷卷徑測量
2、重力儲能行業(yè)
升降機高度監(jiān)控
升降機的到位監(jiān)測
3、瓦楞紙及包裝行業(yè)
接紙機工位，卷徑測量，調(diào)整張力及相對位置
包裝設備包裝材料余料檢測，張力調(diào)節(jié)
相比于3C及半導體行業(yè)，這些新興行業(yè)對于光學測距的精度要求相對較低，通常毫米級的重復精度即可滿足客戶需求，檢測范圍通常從50mm-2000mm不等。
● 高精度的光學測距傳感器價格較高，性能遠超客戶需求，因此產(chǎn)生了一個產(chǎn)品與市場的GAP：
● CMOS原理高精度測距傳感器：精度高，性能高，高價值
ToF 原理測距傳感器：尺寸大，適合遠距離，近距離盲區(qū)大。
光電測距原理對比
當前，主流的光學測距原理有兩種：時間飛行與激光位移。二者互有優(yōu)劣，根據(jù)其自身特點，有著明顯的應用區(qū)別：
● ToF原理：遠距離測量，最遠可達1500m，重復精度毫米級，適合遠距離定位，廣泛用于軌道、物流等行業(yè)。
● CMOS激光位移：近距離測量，最小可達20mm以內(nèi)，重復精度最高可達0.01um，適合緊湊空間下的精細檢測，廣泛用于鋰電、半導體、3C行業(yè)
結(jié)合市場需求，SICK推出了依據(jù)三角原理測距的光電傳感器：將測距功能集成在光電體內(nèi)，最短可達15mm，最遠支持850mm。重復精度毫米級，適合鋰電、包裝及升降機等行業(yè)的距離控制。
IO-Link VS 模擬量
1、什么是IO-Link
IO-Link是一種獨立于現(xiàn)場總線、開放式的點對點的通信，是適用于工業(yè)控制中最底層的設備的工業(yè)通訊接口。被稱為“自動化的最后一米”。
一個完整的IO-Link系統(tǒng)，通常包括多個IO-Link設備(包括IO-Link傳感器，IO-Link集線器及標準I/O傳感器等)，通過標準電纜與IO-Link主站(如SIG200)相連。
● 第一個全球標準化IO技術(IEC 61131-9)與傳感器和執(zhí)行器通信
● 最大電纜長度為20m
● 提供典型的掃描周期 2.3ms
● 允許訪問大量傳感器數(shù)據(jù) ，能和現(xiàn)場總線連接
2、傳統(tǒng)方案 VS IO-Link方案
傳統(tǒng)方案：
● 所有運算及邏輯都需要PLC編程完
● 如需高速計轉(zhuǎn)速、物體個數(shù)，還需另外搭載高速計數(shù)模塊
● 編程較復雜，修改和排查耗時長
SICK方案：
● IO-Link網(wǎng)關從不同的傳感器/執(zhí)行器收集I/O信號或IO-Link信號(例如測量值)
● 全面診斷傳感器傳感器的選項
● 數(shù)據(jù)被進一步傳輸→SIG200將IO-Link或DI/DO信號轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場總線(Profinet等)或REST API 通訊信息
3、接線方案與成本對比
傳統(tǒng)方案：
● 為減弱現(xiàn)場EMC干擾造成的信號失真，模擬量傳感器需配有專門的屏蔽線纜，而屏蔽線纜的價格往往是普通標準IO線纜的4倍甚至更高
● 接線繁雜、用時長、容易出錯，外包布線后經(jīng)常出現(xiàn)EMC干擾，信號不穩(wěn)定等情況，需額外人工排查
● 需要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，存在信號失真
SICK方案：
● IO-Link數(shù)字量輸出，使用標準IO線纜，接線成本更低廉，且數(shù)字量輸出無懼電磁干擾，信號質(zhì)量高
● 無需數(shù)模轉(zhuǎn)換，直接數(shù)字量輸出，減少信號失真問題
● 一個網(wǎng)關最多支持8個IO-Link傳感器，接線簡單，布線方便，傳感器出錯易排查。
4、調(diào)試與更換
傳統(tǒng)方案：
● 傳感器出錯后，需要人工排查與重新調(diào)試，停機維護成本高
● 部分工廠環(huán)境相對惡劣，人工介入維護對人體產(chǎn)生損傷
● 更換傳感器時，人工調(diào)試更易引入操作誤差
SICK方案：
● 傳感器數(shù)據(jù)可直接上傳至云端，通過大數(shù)據(jù)分析等技術，制定相應的維護與保養(yǎng)計劃
● 傳感器狀態(tài)實時監(jiān)控，可以根據(jù)狀態(tài)參數(shù)進行預測性維護，減少意外停機成本
● 更換傳感器可直接從云端下載配置參數(shù)文件，無需人工調(diào)整，即插即用，省時省力
● 傳感器參數(shù)可復制，可以復制到其他傳感器，快速批量調(diào)節(jié)
5、方案總結(jié)
IO-Link屬于點對點的數(shù)字量通訊，與傳統(tǒng)的模擬量信號相比，不易受外部干擾，無需使用屏蔽電纜，也可以消除模擬量中數(shù)模轉(zhuǎn)換導致的信號失真問題，同時IO-Link信號可遠程讀取傳感器參數(shù)，也可以遠程監(jiān)控及設置傳感器
傳統(tǒng)模擬量：
● 容易傳輸線路上受干擾，需使用屏蔽線纜
● 測量值需經(jīng)多次數(shù)模轉(zhuǎn)換，易導致數(shù)據(jù)失真
IO-Link信號：
● 數(shù)字信號傳輸，不懼干擾，無需使用屏蔽線纜
● 直接輸出數(shù)字量、無需轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)更可靠
● 數(shù)據(jù)雙向通訊、可遠程監(jiān)控傳感器狀態(tài)，也可遠程調(diào)試傳感器
● 開關量與數(shù)字量共用，無需更改接線
SICKIO-Link 網(wǎng)關——SIG350 & SIG200
SIG350 為工廠自動化和物流自動化而生
● 簡化裝配線的安裝工作
● 監(jiān)控數(shù)據(jù)的動態(tài)變化來預告風險，減少停機時間
● 高效集成多個傳感器與執(zhí)行器
● 可視化并分析IIOT應用中的數(shù)據(jù)，精確到每個傳感器與執(zhí)行器
● 新增端口類型Class B，可支持直流電機或閥島等的連接
SIG200是IO-LINK工業(yè)網(wǎng)關，可以收集IO-LINK信號和I/O信號轉(zhuǎn)化為總線信號與上位機通訊，同時支持REST API(基于HTTP的通訊協(xié)議)。內(nèi)部集成邏輯編輯器，可進行與、或、非、計時、計數(shù)等簡單邏輯工作，實現(xiàn)邊緣計算。
五大獲益：
● 運行狀態(tài)可視化，便于診斷與維護
● 同時搭載普通IO及帶通訊的智能傳感器，由SIG200匯總信息上傳上位機或云端
● 通過軟件簡易編程，無需修改PLC程序
● 簡潔布線，減少排查時間，提高保護等級
● 配置時間短，參數(shù)可存儲至云端，更換只需下載
西克光電測距方案
1、配置列表
2、SIG200 邊緣計算功能演示
● 可通過免費軟件SOPAS進行簡易編程
● SIG100/SIG200具備多種功能塊，如計時、計數(shù)、邏輯判斷等。同時支持高速累加計數(shù)，而無需額外配置高速計數(shù)模塊
● 用戶無法修改PLC內(nèi)部內(nèi)部程序時，使用SIG200邊緣計算實現(xiàn)簡單邏輯編程，而無需修改PLC程序
（轉(zhuǎn)載）
