智慧工廠模型培訓
緊湊型智慧工廠模型用於根據工業4.0原則進行工業流程開發和模擬的培訓。
學習4.0
工業4.0在機電一體化和自動化技術職業領域變得越來越重要。現代培訓模式有助於向學員、學生和教師傳授相關技術。使用工業生產中實際使用的元件，可以開發和測試不同複雜性的自動化解決方案。
沒有什麼會讓你想起你在學校物理課上可能遇到的塵土飛揚的訓練模型了。總部位於伊瑟隆的Köster Systemtechnik公司提供使用標準工業PLC的教學模型，用於顯示和操作的全圖形觸摸面板，RFID技術和具有IO-Link數據傳輸功能的現代感測器技術。他們的 3 軸龍門架可用於表示各種運輸或加工情況，即學員在職業生涯後期也將面臨的場景——儘管維度和複雜性不同。然而，自動化原理是相同的。
Köster Systemtechnik的管理合夥人Peter Konegen解釋說："我們構建模型系統是為了教學目的。範圍從小型緊湊型模型到可以製造實際產品的大型培訓系統。這裡顯示的模型稱為SFM，代表「智慧工廠模型」。這裡的培訓重點是工業4.0。例如，這是指允許以「批量大小為一」的高效生產，實現直接的生產規模並提供工廠維護新方法的技術。數據挖掘、與ERP系統或雲端連接等技術也可以使用我們的SFM模型進行類比。最終，相應教育機構的課程決定了這些技術戰略的深度。無論如何，我們的SFM模型都為這些目的做好了準備。
硬體的作用
該系統的核心是西門子PLC，學員可以在其上載入和測試應用程式。然而，如果沒有執行器和感測器，控制器就毫無意義。該模型中的“執行元件”是一個 3 軸龍門架，用於在 X/Y/Z 方向上移動頭部。然後，頭部的磁鐵可以“抓住”物體。
錦上添花的是觸摸屏的佈置。它集成在工作檯面上，不僅用於可視化和操作，還用作互動式存儲表面。放置在觸敏顯示器上的物體的位置可以通過控制器程式進行檢測和處理。這為學員提供了創造性的空間，例如在物流流程的類比方面。
圖1：觸摸屏可識別放置在其上的工件的位置，用作互動式存儲表面。圖2：激光距離感測器通過IO-Link將精確到毫米的距離值傳輸到PLC。
帶 IO-Link 的智慧感測器
智慧工廠模型的感測器設備來自自動化專家ifm。它包括現代元件，這些元件遠遠超出了單純的開關信號輸出，而是通過IO-Link通信為感測器提供透明度。
O5D100 光電距離感測器使用基於鐳射的飛行時間技術來提供精確到最接近毫米的距離值。它不僅可以檢測物體的存在並通過開關信號報告，還可以檢測物體的高度。測量值通過IO-Link通信協定以數位方式傳輸，該協定近年來已成為感測器領域獨立於製造商的標準。IO-Link 的功能甚至更多：可以使用IO-Link遠端設置感測器的參數。開關值可以從PC設置，也可以直接通過PLC的控制器程序設置。如果需要，也可以在操作過程中更改它們。說到“批量一”，可以輕鬆實現生產過程中的個人化調整。
IO-Link 還傳輸診斷數據。例如，光電感測器檢測其鏡頭上是否存在污垢，並在因此無法保證可靠檢測時自動發出警告消息。這種自我監控功能可以實現有效的維護概念，例如實時維護。
通常，感測器通過宜福門的 AL1100 IO-Link 主站進行通信。在通過M12螺釘連接為感測器和執行器提供連接的同時，該現場模組通過Profinet協議處理與PLC的所有通信。在實際工廠中，這些分散式模組提供了大大簡化佈線的好處。由於單個IO-Link感測器的尋址，在連接或更換設備時可以排除接線故障或混淆。
IO-Link主站用作感測器和PLC之間的閘道，在這種情況下，PLC通過Profinet連接。
通過無線射頻識別進行識別
識別解決方案在實際生產過程中變得不可或缺，因為它們在產品跟蹤或產品加工中起著決定性的作用。因此，智能工廠模型還配備了RFID讀/寫頭。DTI515 採用扁平設計，安裝在工作表面下方。模型的工件底部有一個ID標籤。當工件位於RFID讀/寫頭上方時，可以向其寫入和讀取數據。與其他感測器一樣，後者通過IO-Link與主模組通信。
RFID讀/寫頭與工件底部的標籤一起操作。數據通過IO-Link傳輸到PLC。
與教育機構的合作
儘管其尺寸顯然很小，但智慧工廠模型的技術深度是巨大的。受訓者可以在非常小的空間內開發和類比模型上的無數過程。聯邦下薩克森州也發現了這一潛力，併為23所學校配備了多達<>個智慧工廠模型。在這方面，知識轉讓也特別重要。由於所有模型的裝備相同，因此可以通過網路交換學習內容和專案。這圍繞“SFM”創建了一個真正的社區。
在一些學校，實際上有幾個模型被放置在彼此相鄰的位置。工件從一個平臺移動到下一個平臺，然後在那裡進一步“加工”，這是工業生產中的常見做法。學員組為每個網站程式設計不同的處理步驟。這種共同工作為受訓者為以後工作生活的需求做好了充分的準備。
Peter Konegen 還看到了 SFM 的另一個優勢：「由於連接性，學員能夠在大流行期間在線教學時從家用 PC 遠端存取學校的智慧工廠模型，使他們能夠測試並向他人展示他們的應用程式。這樣，練習課也可以在線進行。
結論
最新的自動化技術在最小的空間中巧妙地結合在一起——這就是教育機構如何成功地根據工業4.0的原則，將具有不同技術深度的學員、學生和教師引入和培訓現代生產發展。還包括未來的技術人員和工程師在以後的工作中找到的自動化元件。對於雙方來說，這是對未來的值得投資。
