工業物聯網? 基礎教育如何學起? 泓格精心打造工業物聯網學習環境——工業4.0 實驗室

2021-02-19 物聯網技術

泓格科技將多年業界經驗中的各種真實案例轉化為簡單的應用情境並建置成一套教學平臺。通過此平臺分享工業物聯網的技術、架構與應用的介紹,引領學生們掌握工業物聯網的概念及最新技術趨勢,並了解建構工業物聯網應用之挑戰以及關鍵軟硬體組成的解決方案。

工業物聯網(Industrial Internet ofThings, IIoT ) 是將具有感知、監控能力等各類傳感器、感測器以及控制器,並廣泛將移動通訊、智能分析等技術不斷融入到工業的生產過程中,進而獲得生產成本降低、生產效率提升、能源消耗減少等效益。將製造與服務進行連結,讓生產現場的各種IoT 系統,包括感測系統、監控系統、網絡系統、控制系統等能夠與後端管理用企業應用系統連結互動。

為什麼要工業物聯網

有效應用工業物聯網(IIoT),培育產業基礎,同時以知識經濟為目標,將大數據概念結合實際應用以研發及推動高附加價值製造業。為了因應此趨勢,近年來歐美日等先進國家也都致力發展新一代的工業環境並相繼提出相關的國家政策,以配合此一發展。

泓格科技將多年業界經驗中的各種真實案例轉化為簡單的應用情境並建置成一套教學平臺。通過此平臺分享工業物聯網的技術、架構與應用的介紹,引領學生們掌握工業物聯網的概念及最新技術趨勢,並了解建構工業物聯網應用之挑戰以及關鍵軟硬體組成的解決方案。

Wi-Fi 無線通信設計與實驗 [ 遠程維護串口設備]

實驗目的:

M2M-711D 遠程的串口數據交換功能可供使用者與遠程設備透過無線網絡來進行串口(RS-232 or RS-485) 數據傳輸,可以直接查看機臺上資訊,協助診斷作業。進而減少出差次數、效率提高和減少停機待修時間,讓客戶與機械設備廠同時降低龐大的維護費用,增加競爭力。

實驗建置一個無線遠程維護範例,透過M2M-711D 在虛擬串口口與實體串口口之間接收及發送字串,學習如何在Indusoft 軟體上建立串口並使用串口收發數據。



RS-485 串行通訊設計與實驗 [ 燈光監控系統]

實驗目的:

泓格科技的LC 燈控系列是一款可以輕易上手的燈光控制模塊,不需要軟體即可控制繼電器輸出,若需要以通訊做控制也可在硬體上設定站址,並使用Modbus RTU 通訊協議做輸出控制。

LC-101 具備一通道的AC 開關輸入及一通道的Form C 繼電器輸出,可直接通過AC開關輸入來控制繼電器的輸出狀態。I-7520、I-7510 及I-7514U 則是泓格科技的RS-485串口通訊產品。

實驗透過RS-485 通訊建置一個燈光監控系統,屏幕會顯示目前燈泡的開關狀態,讀者亦可從屏幕上或牆壁開關控制燈泡的開關,並學習如何運用Indusoft 軟體及 HMIWorks軟體實現燈光的監控。

ZigBee 無線通訊設計與實驗 [ 燈光監控系統]

實驗目的:

ZT-2570、ZT-2571 及 ZT-2510 是泓格科技 ZigBee 系列產品, 此系列產品遵循 ZigBee 聯盟制定的通訊規範 ZigBee2007(ZigBee Pro),並可固定劃分為 16 個RF 通訊頻道。ZT-2570、ZT-2571 支持 RS-232/RS-485/Ethernet 及ZigBee 無線訊號的轉換,搭配 ZigBee 中繼器 ZT-2510,能夠延伸 ZigBee 通訊距離並提升訊號品質。

實驗建置一個無線燈光監控系統,屏幕會顯示目前燈泡的開關狀態,讀者亦可從屏幕上或牆壁開關控制燈泡的開關。無線通訊部分使用 ZigBee 協議,並運用 Indusoft 軟體及 HMIWorks 軟體實現燈光的監控。

ZigBee 無線通訊設計與實驗 [ 溫溼度監控系統]

實驗目的:

DL-100TM485 是一款溼度與溫度記錄器,能應用於能源管理、倉儲、博物館及果菜工廠等需要精準控制溫度及溼度的產業上。

DL-100TM485 提供RS-485 通訊界面及LCD 屏幕顯示溫度、溼度及模塊資訊並可使用Modbus RTU 協議取得目前的溫溼度。

實驗建置一個無線溫溼度監控系統,透過使用ZigBee 無線通訊取得目前環境中的溫度( 攝氏與華氏溫度) 及溼度並顯示在屏幕上。

ZigBee 無線通訊設計與實驗 [ 電力測量系統]

實驗目的:

PM-3114-MTCP 是泓格科技的智能電錶系列產品,可以取得實時的單相電力系統測量資訊,因其具備高精確度的特性使用戶能獲得可靠和準確的能源消耗數據,並支持Modbus TCP 協議方便整合。

實驗建置一個無線電力測量系統, 把「物聯網裝置與系統」盤體的用電狀態透過ZigBee 無線通訊送回「智慧裝置與系統」盤體並顯示在屏幕上。

PROFIBUS 總線設計與實驗 [ 三色燈監控系統]

實驗目的:

泓格科技的PROFIBUS 產品皆為PROFIBUS 從站設備,需搭配PROFIBUS 主站設備( 例如西門子PLC) 使用,PROFI-2510及PROFI-2541 分別為PROFIBUS 中繼器及PROFIBUS 光纖轉換器,用來延長通訊距離;I-7550E 及GW-7553 分別為PROFIBUS 轉Ethernet 轉換器及PROFIBUS 轉Modbus網關,用以將不同協議或是不同界面的數據整合進PROFIBUS 網絡上。

實驗建置一個三色燈監控系統, 利用PROFIBUS 協議將安裝在機臺上三色燈實時狀態回傳到控制器。

實驗設備及軟體:

CAN bus 總線設計與實驗 [CAN bus報警系統]

實驗目的:

I-7565H2 是USB 界面的CAN bus 訊號採集器,可以從電腦上發送與接收CAN 訊息。

I-5534-M 是CAN bus 交換機, 擁有4個 CAN 通道,可依照布線需求彈性地架構星狀或樹狀拓樸,適用於各種複雜的CAN 系統中。

I-7540D 是CAN 轉乙太網網關,經過網絡之間的訊息交換,從而達到CAN 網絡遠程控制與監視的目的,同時也提供透明傳輸的功能,讓兩個CAN 網絡可以通過乙太網的方式互相連接。

建置一個CAN bus 報警系統,CAN bus波特率設定為500Kbps,傳輸距離最長為100 米,假設現場距離超過100 米,可利用CAN Bus 協議透過CAN bus 中繼器從控制器上接收遠處搖頭開關的狀態。

實驗設備及軟體:

應用案例

泓格科技已將此套教學平臺導入大專院校,泓格科技精心設計教學文件規劃出各種簡易的實驗,讓學生們實際上機演練,從中了解各種通訊協議是如何相互溝通並整合成一套系統。

工業4.0 已銳不可擋,透過泓格科技打造工業4.0 環境,令學生對設備智能化提早有個初步的概念,當設備能彼此溝通後,下一步自然是對溝通而來的數據進行整理,轉變成為有用的資訊。如何把「智能裝置」與「物聯網與系統結合」,是我們接下來的課題。

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