前言

西门子作为领先的工业无线通信产品供应商,在工业领域具有丰富的Know-How,针对一些客户应用中的痛点, 在 Wi-Fi 6 的产品上推出了特别的功能 Sleep Mode.

什么是Sleep Mode?

Sleep Mode,即西门子SCALANCE W 无线产品的休眠模式功能,它通过西门子SCALANCE W无线客户端上的DI/DO触点来实现对下游设备的控制,如AGV小车上的PLC,驱动器等设备,见图1,从而减少设备在待机时对电池能量的消耗。

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图1 休眠模式在AGCV上的应用

为什么需要Sleep Mode?

在一些由电池驱动的应用场景之下,比如AGV,常常会遇到这样一种情况,当遇到周末或者生产停止时,设备的待机功耗较大。等到恢复生产的时候,设备的电池电量已经消耗了了很多,这时候又需要重新充电,在一定程度上会影响原来的生产计划和生产节拍。假如使用停产时完全断电的方式来解决这个痛点,又会面临重新启动较为繁琐的问题。此外,频繁的充放电也会影响电池驱动设备的寿命,增加维护成本。

针对用户这些痛点,西门子SCALANCE W系列产品推出了Sleep Mode功能用于解决这个问题。

如何实现Sleep Mode?

那么,Sleep Mode如何实现?

首先我们先来看一下哪些设备支持这个功能

见下表1,包括所有带有DI/DO 的SCALANCE W系列产品,即Wi-Fi 6设备和5G客户端,均可以实现Sleep Mode的功能。

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表1 支持Sleep Mode设备列表

Sleep Mode可通过PLC的指令进行控制和激活,西门子为S7-1200/S7-1500 PLC准备了成熟的功能块来实现对SCALANCE W,分别是功能块FB “DigOutSleepMode”以及“LSNMP” 功能库,用户可以任意选择使用TCP/IP或者SNMP协议对设备进行控制激活,见下图2、3

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图2 Sleep Mode实现逻辑

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图3 通过不同的协议来控制无线客户端(此示意图采用TCP/IP)

Sleep Mode实际上有两种模式可以选择

  • 第一种方式是通过指令控制SCALANCE W客户端上的DO点来远程关断所有移动站点上的自动化组件,此时只有客户端处于运行状态;
  • 第二种方式是在关闭下游自动化组件之后,使客户端进入休眠状态,并在指定时间之后唤醒;

第一种睡眠模式,在节省能耗的基础上,可以根据生产需求随时唤醒设备,比较灵活;

第二种睡眠模式,设备进入休眠状态,只能在设定时间之后唤醒,但是可以获得更好的节能效果;

Sleep Mode可以给客户带来哪些收益?

以AGV的应用场景为例,通常情况下AGV的待机功耗会达到50W,一些大型的AGV甚至会更高,在实际的测试过程中,假如使用SCALANCE W的Sleep Mode功能的话,可以大大节省待机时的功耗,具体也分为两种情况;

情况一

只有SCALANCE W客户端保持活动状态,SCALANCE W客户端作为AGV上唯一保持活动状态并确保与工厂网络通信的组件,通过客户端上的D-OUT触点关闭AGV上其余组件的电源,可以实现整体的待机功耗只有客户端的6W,整体的待机时间最高可以达到26天;

情况二

和情形1类似,但是会使SCALANCE W客户端进入休眠,在可配置的时间后自动唤醒客户端,如果主控制器的睡眠信号仍然存在,客户端会自动切换回睡眠模式。在该情形下的整体待机功耗大约只有0.3W,使得AGV的待机时间最高达到200天。

*以上测试数据均基于SCALANCE W700系列产品,仅供参考,实际效果需以实际情况为准

小结

Sleep Mode功能是西门子无线设备特有的功能,它考虑了工业用户在无线设备应用场合的一些需求和痛点,通过硬件的特殊设计并结合Wi-Fi 6和5G的设备加以实现,响应绿色低碳的号召,促进节能减排。