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工业物联网:使会“思考”的设备相互沟通|凤凰彩票


官方:下一代工业革命即将来临,我们将如何应用它来整合新的功能?工业4.0不是为了更高的效率和成本效益而由制造业驱动的。工业4.0会遭到自动化变革的反对,工业物联网和基于计算机的控制器改造就是显著的例子。与前三次工业革命相比,工业4.0增长更快,变化速度更慢,影响深远而全面。

电子传感器取代气压传感器,计算机数控取代凸轮驱动工具,用于IP通讯的智能设备已经逐渐主导产业布局。工业物联网的概念要素之一是使机器对机器的通信(M2M)成为可能。对于许多工业用户来说,M2M并不陌生。

在过去的几十年里,炼油厂已经能够将数以千计的设备与控制系统进行通信。M2M的新奇之处在于设备更加智能,通过IP通信相互交换的信息更加丰富。每个设备都有自己的IP地址,所以任何人都可以通过互联网与这个设备在任何地方进行通信。用户对该功能影响的解读逐渐开始。

数字化为什么这么重要?制造设备,无论是用于加工还是工厂自动化,其测量能力、如何监控自身状态以及如何沟通都更加智能化。传统的哑压力传感器或接近传感器将压力或距离读数转换成模拟信号,仅此而已。他们可能代表M2M通信,但他们只是硬原型。

许多模拟通信缺失,正在被数字化所取代。效果只是智能手机取代了装在两个完整的罐子和一根绳子里的电话。仪器的设备必须由仪器控制,仅次于效用。一个一百二十年前的PLC,可以加载I/O数据,一步一步操作。

然而,对当今制造业的排斥远远不止于此。今天的控制器必须处理操作数字工厂所需的控制功能。

新一代控制器的蓬勃发展,将世界上最差的PLC的功能与计算机的通用性结合在一起。设备和控制器的高度集成新一代设备和控制器的集成帮助我们建立了一个基于网络物理系统的数字工厂。虽然计算机从20世纪70年代起就被用作车间,但计算机能做的事情又发生了巨大的变化。

早期的PLC远比以前的继电器好,但是PLC能控制的东西是随着技术的发展和人的创造性思维而变化的。传统工业机器人每天只按原程序做单一重复的事情。

但是随着网络物理概念的发展,机器人及其控制器被程序化了,独立国家可以根据现状区分下一步做什么。举个很简单的例子,输送机可以把各种瓶子输送到封口机。

这些瓶子基本形状相似,但总共有五种颜色。每种颜色的瓶子必须用相同的颜色密封。网络物理系统可以仔细观察瓶子,并指示机器人捕捉相应颜色的密封并拧紧瓶子。

机器人可以做得更多。网络物理系统还可以区分瓶子是否变形、是否贴有标签以及流经的液位是否准确。

用于一组智能传感器的信息,同一个机器人可以捕捉不合格的瓶子,并将其移回生产线。系统可以被编程来考虑所有可能的再次发生的情况,并合理地处理它们。面向智能应用的智能控制器创意用户正在构建新方法,以帮助生产系统在更简单的应用中实现更简单的功能。

由于操作人员和现场设备的多样性,基于计算机的新型控制器是网络物理系统的关键。一种控制器可以同时用作压力和流量传感器、机器视觉摄像机、条形码阅读器、电机驱动器、阀门驱动器、机器人和其他设备。上面提到的那些设备可能依赖于从模拟电流回路到工业以太网的各种通信协议。这个系统的速度取决于较慢的协议切换,所以每个设备可以相互合作,反对生产。

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而且那些设备都可以将临床信息发送到中控进行评估,比如发送信息给人工操作员或者维修部门,信息还可能包括视觉摄像头上的LED灯快烧坏了,或者设备柜的加热风扇被灰尘挡住了等。这些预防性维修功能可防止生产过程中出现故障或停机的可能性。这是PLC还是电脑?全部!最近开发的最热门的概念之一是开放式控制器。开放式控制器在功能和外形上类似于传统的PLC,但也是真正的工控机。

一方面,它不具备当前计算机的所有连通性,同时,它还享有仅在PLC上可用的I/O卡插槽。因此,开放式控制器可以与常见的工业现场设备和商业外围产品无缝协作,而不管它们使用的通信协议是否相同。开放式控制器不能同时具有PLC和PC的功能。当它作为机器上的控制器运行时,管理程序将Windows系统与控制器系统功能隔离开来,使操作员可以在Windows系统上同时继续执行几乎不同的任务。

实时操作系统配合双核处理器,几乎把PLC和Windows系统分开。因此,操作员可以通过冻结来重新启动窗口,这将影响机器的控制功能。如果需要,控制器的两个功能可以与企业级系统集成。从功能上看,现代工业计算机可以做到PLC能做到的任何事情,在一定程度上超过了完成的效率和临床能力。

随着更好的设备开发出更好的功能,不同类型控制器之间的界限变得更加模糊。工业用户期望缩短设备的使用寿命。对于发展太快的东西,比如计算机技术,修改升级的成本是相当可观的。在IT的世界里,一个东西如果运营长达两年,就不会被指出太老,可能长达四年几乎过时。

例如,西门子与英特尔达成协议,拒绝英特尔收购设备可以使任何工业计算机平台运行至少10年左右。对于大多数工业计算机来说,只有10年意味着活动的销售周期是5年,再加上5年的维护周期。

展望未来,所有这些元素,智能设备,基于计算机的控制器,网络物理系统和互联网通信,正在与工业4.0和当前的数字生产革命相融合。产品设计师会在电脑上开发新产品,包括所有零部件。

设计平台必须解释每个零件的特性、结构材料和生产过程。产品可能涉及塑料零件、机械金属零件和其他金属粉末,或被添加到处理过程中。系统不会考虑所有这些元素是如何参与和连接的,每个元素在结构上是否是原创的,经过预设处理后能否有效构建和组装。下一步,设计平台会要求生产和总装需要什么,目前的生产设施不足以完成生产任务,是否一定要调整某一部分,是否要新建生产线。

设计的结构不会是很清晰详细的蓝图。解决如何生产产品的问题也包括降低成本和提高生产率的问题。一旦开始生产,所有R&D服务项目的信息将被原始呈现,产品将在产品的整个生命周期中被反对。

产品及其生产过程是为兼容的软件虚拟世界设计的,生产设施也可以用于生产设备、控制器和软件构建。生产车间以这种方式设计的生产设施将超过前所未有的建设水平。

每个设备(详细到每个传感器和驱动程序)都将用于IP通信,每个设备都有自己的IP地址。任何获得许可的人都可以通过互联网在任何地方访问该设备,以获取临床和生产相关信息。

通过发送到修复程序的临床信息,生产不会超过高度稳定的水平,事故情况将成为过去。生产系统将无缝构建,不会由全面的网络安全策略来维护。

多个分支机构的企业可以在任何地方共享信息。 在工业计算机上运行的产品设计软件主导着建筑设计,某个平台可以启动和控制生产设施。

最后,必不可少的元素是可以通过工业以太网通信的工业传感器和驱动程序。已经设计了大量的工业传感器和驱动器,正在设计更好的。工业4.0所需要的技术元素早就准备好了,现在的厂商只需要在没有想象力和创造力的情况下使用即可。

本文来源:凤凰彩票-www.designblending.com

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