http://kadhoai.com.cn 2026-04-27 13:59:39 來源:Automation.com
這篇文章是我2012年的趨勢文章的更新,並表達我的想法,主要為2013年nian及ji以yi後hou的de自zi動dong化hua和he控kong製zhi的de趨qu勢shi。這zhe些xie意yi見jian是shi基ji於yu一yi個ge廣guang泛fan的de用yong戶hu,供gong應ying商shang和he行xing業ye顧gu問wen,並bing出chu席xi了le眾zhong多duo行xing業ye論lun壇tan,會hui議yi和he貿mao易yi展zhan覽lan每mei年nian投tou入ru。在自動化和控製領域擁有多年的實踐經驗的設計師也體現在這些意見。
企業自動化係統
任(ren)何(he)合(he)理(li)的(de)規(gui)模(mo)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)的(de)工(gong)業(ye)廠(chang)房(fang)安(an)裝(zhuang)有(you)一(yi)個(ge)單(dan)一(yi)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)體(ti)係(xi)結(jie)構(gou)的(de)趨(qu)勢(shi)是(shi)有(you)一(yi)個(ge)軟(ruan)件(jian)平(ping)台(tai),統(tong)一(yi)運(yun)營(ying)和(he)信(xin)息(xi)流(liu),以(yi)改(gai)善(shan)決(jue)策(ce),提(ti)高(gao)靈(ling)活(huo)性(xing),降(jiang)低(di)風(feng)險(xian),提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)。這(zhe)是(shi)將(jiang)要(yao)完(wan)成(cheng)更(geng)多(duo)的(de)時(shi)候(hou)選(xuan)擇(ze)了(le)一(yi)個(ge)統(tong)一(yi)的(de)軟(ruan)件(jian)架(jia)構(gou)由(you)一(yi)個(ge)供(gong)應(ying)商(shang)提(ti)供(gong)的(de)。這(zhe)些(xie)平(ping)台(tai)是(shi)基(ji)於(yu)一(yi)個(ge)開(kai)放(fang)的(de)軟(ruan)件(jian)架(jia)構(gou),該(gai)架(jia)構(gou)包(bao)含(han)一(yi)個(ge)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku),支(zhi)持(chi)各(ge)種(zhong)行(xing)業(ye)標(biao)準(zhun),包(bao)括(kuo)OPC,OPCUA,B2MML,多個本機的協議驅動程序,ERP接jie口kou,和he數shu據ju庫ku接jie口kou。成cheng功gong的de關guan鍵jian是shi集ji成cheng第di三san方fang的de應ying用yong軟ruan件jian使shi用yong開kai放fang標biao準zhun的de軟ruan件jian平ping台tai,可ke以yi很hen容rong易yi地di配pei置zhi為wei應ying用yong程cheng序xu,而er無wu需xu定ding製zhi軟ruan件jian。企qi業ye自zi動dong化hua軟ruan件jian才cai剛gang剛gang開kai始shi,出chu現xian了le大da量liang的de炒chao作zuo與yu許xu多duo供gong應ying商shang聲sheng稱cheng有you一yi個ge集ji成cheng的de產chan品pin。現xian實shi的de情qing況kuang是shi,大da多duo數shu的de供gong應ying商shang仍reng然ran鬆song散san耦ou合he的de軟ruan件jian應ying用yong程cheng序xu,不bu使shi一yi個ge有you凝ning聚ju力li的de企qi業ye管guan理li製zhi度du。用yong戶hu需xu要yao認ren真zhen評ping估gu產chan品pin,選xuan擇ze一yi個ge合he法fa的de綜zong合he性xing企qi業ye軟ruan件jian解jie決jue方fang案an。
折疊架構
新技術可能需要創建流線型的2-3層自動化係統,以提高性能和降低軟件維護成本。五個層係統模型已集中於自動化行業已多年通常表示在5級普渡模型,這是一個顯著的簡化。
5級-商業係統
等級4-電廠廠級的企業資源計劃(ERP,MRP,MES)
等級3-經營單位的級別
第2級-機器/過程自動化水平
等級1-控製器級別
0級-傳感器/執行器
現有的自動化係統普遍反映這種體係結構,在通用計算機上運行的軟件在級別2,3,4,和5。級別2,3和4的設備一般包括一個數據庫和通信接口,除了相關的HMI和he其qi他ta接jie口kou緩huan衝chong和he每mei一yi級ji之zhi間jian的de信xin息xi同tong步bu。從cong曆li史shi上shang看kan,計ji算suan成cheng本ben和he網wang絡luo帶dai寬kuan的de限xian製zhi,決jue定ding了le此ci配pei置zhi。然ran而er,這zhe種zhong多duo層ceng次ci,多duo計ji算suan模mo型xing是shi複fu雜za的de,並bing創chuang造zao了le大da量liang的de成cheng本ben,持chi續xu配pei置zhi的de控kong製zhi和he生sheng命ming周zhou期qi投tou資zi。在zai新xin模mo式shi中zhong,的de控kong製zhi器qi信xin息xi傳chuan達da給gei各ge級ji直zhi接jie從cong0級和1到4級和5使用適當的協議,特別是WEB服務。
自動化計算引擎(ACE)
更強大的控製器,自動化的計算引擎(ACE),第2級,第3和4個功能嵌入未來的市場上,這將繼續加快,使崩潰的自動化架構。這個品種有雙核和四核CPU,是shi自zi動dong化hua控kong製zhi和he計ji算suan引yin擎qing,使shi他ta們men在zai工gong廠chang車che間jian,包bao括kuo嵌qian入ru式shi曆li史shi學xue家jia,分fen析xi,報bao警jing管guan理li,設she備bei診zhen斷duan,先xian進jin控kong製zhi優you化hua擴kuo展zhan的de企qi業ye係xi統tong的de功gong能neng,並bing規gui則ze引yin擎qing。這zhe些xie強qiang大da的de設she備bei,完wan善shan的de信xin息xi源yuan在zai車che間jian進jin行xing有you意yi義yi的de數shu據ju。摻chan入ru更geng高gao層ceng次ci的de功gong能neng直zhi接jie傳chuan送song到dao這zhe些xie新xin的de控kong製zhi器qi消xiao除chu了le等deng級ji2,3及4台計算機的需要,從而提高了係統的性能,消除瓶頸,消除重複的數據庫,簡化的配置控製,並降低軟件維護成本。
OPCUA
OPCUA帶來了開放式計算的行業標準,使工程師能夠實現數字化工廠的概念,並提高生產效率。OPCUA技術提供了一種高效,安全的基礎設施,為從傳感器到企業計算的所有自動化係統,SCADA製造,通訊和過程控製。通過利用國際公認的計算標準,OPCUA將自動化係統的通用計算行業一個公平的競爭環境。OPCUA采用了業界標準的Web服務,這是首選的方法為係統所有網絡設備的通信和交互。萬維網聯盟(W3C)定義了一個Web服務設計的軟件係統,支持通過網絡互操作的機器對機器的交互。“這正是自動化係統的任務。OPCUA的麵料被並入控製器,例如,PLCopen的OPCUA功能塊是IEC61131-3標準,封裝映射的IEC61131-3軟件模型的OPCUA信息模型的擴展。基於OPCUA服務器提供了一種標準的方式控製器包括控製器,人機界麵,MES,LIMS,ERP和其他係統的OPCUA客戶端公開數據。
麵板免費安裝
我們的目標是消除控製櫃,並簡化布線。自動化產品設計理念,以消除需要設備安裝在機櫃中開始,IP67和IP20I/O設備支持的工業網絡協議。一個完整的IEC61131-3控製器嵌入到IP67和IP20I/O模塊,零件的數量減少和消除櫃是另一個例子。新趨勢更進一步控製器,驅動器,伺服電機,閥門,設備和HMI設備不需要安裝在麵板上,從而降低了成本,簡化了安裝和降低維護勞動。
大數據-資訊杠杆
zaizidonghuaxitongzhongdeshujudeliangyijingbaozhayujianceshishishujugengguangyixie。gongjulaifenxizhexiedadedashujujidechuxian,jiangyongyutigaoshengchanlihechuangxin。zheyiqushidejiasuqishigengqiangdadedichengbendiannao,wuxianchuanganqi,ruanjianhefenxiruanjian。chengbenjiaodidejisuannengliyijingnenggoushiyongxianjindefenxiruanjiandecaozuohetigaoshengchanli。zhedakaileyishandamen,weiqiyezhaodaogengduodefangfalaifenxi,yitigaoxiaolv。yucexingweihushiyigehenhaodelizi,yonglaiyucezaiwentifashengzhiqian,congerbimianshengchanzhongduandefenxi。chulejiangditingjishijian,zheyezuidaxiandudiliyongshuliandeweixiurenyuan,shuishigongbuyingqiu。yuelaiyueduodeyonghuhegongyingshangyichaoyueruanjiandeyibiaobanshiyongdegonglvjisuan,yichuangjianxianjindekongzhihezidonghua。ciwai,xianjindefenxikeyidadatigaojuecegaijinhewanshandezhizaogongyi。
改造和升級
改造和升級的機會是巨大的,將持續數年。ARC谘詢集團估計,$65十億價值的過程自動化係統已接近其使用壽命結束。至少為22億美元,這些係統安裝在北美地區,其中大部分是20歲sui以yi上shang。在zai美mei國guo和he歐ou洲zhou製zhi造zao商shang更geng容rong易yi保bao持chi現xian有you的de係xi統tong和he增zeng加jia新xin的de特te性xing和he功gong能neng,以yi節jie省sheng資zi金jin。幾ji乎hu所suo有you的de自zi動dong化hua供gong應ying商shang有you一yi個ge布bu線xian係xi統tong則ze提ti供gong了le一yi個ge軟ruan件jian轉zhuan換huan程cheng序xu,將jiang客ke戶hu從cong舊jiu係xi統tong到dao新xin的de,保bao留liu現xian有you的de傳chuan感gan器qi接jie線xian。在zai離li開kai係xi統tong和he錨mao杆gan支zhi護hu新xin的de功gong能neng,許xu多duo用yong戶hu看kan到dao更geng多duo的de價jia值zhi。在zai這zhe些xie舊jiu係xi統tong的de頂ding端duan附fu加jia軟ruan件jian是shi用yong來lai增zeng加jia資zi產chan的de管guan理li,先xian進jin控kong製zhi等deng功gong能neng。網wang關guan已yi成cheng為wei非fei常chang受shou歡huan迎ying的de底di端duan到dao現xian有you的de係xi統tong增zeng加jia新xin的de控kong製zhi器qi,傳chuan感gan器qi和he無wu線xian傳chuan感gan器qi。生sheng活huo的deI/O硬件,控製器和傳感器的舊係統被證明是遠遠超過壽命為10年,最初的設想。在許多情況下,投資於新的,更高效的機器更換舊的生產設備自動化係統更換更高效的投資比。
遠程監控
yuanchengjiankongjixuzengchang,gaijinhejingzhideyingjianheruanjiangongju。yuanchengjiankonggongneng,shiweisuodezidonghuahekongzhizhuanjia,yibangzhujiejuegongchangdewenti,meiyoulvxingdexuyao,jiangjixubiandegengjiaqiangda。zhexiegongjukeyirangzhuanjiaweitamenfuwuzaigongchangdexianchangguizeweijichudexitong,tamendezhishizhiduhua。nalishiyigeyanzhongquefadezhishi,jingyanhejinengderen,zhezhongnenglijiangzaiyoujingyanderen,youyigeweisuodefadaguojiahefazhanzhongguojiadezengchang。shoujijishudebuduantigao,zhengzaibeiyuelaiyuejingchangshishiyuanchengjiankong,yinweitashixianchengde,yiyubushu。jiangshoujiheduanxinjishudekongzhiqijiangzengchangdaozhichizheyiqushi。zhefangmiandefazhanjiangjixuliyongjishu,baokuohulianwang,yunjisuan,jichuruanjiandeguize,IP視頻和音頻通信。
信息安全
將開發更先進的方法,軟件和硬件,以保護自動化,控製和SCADA係統的網絡安全攻擊。網絡安全已經討論了相當長的一段時間,但它似乎是一個問題,不來的最前沿,直到有重大的災害,如沙特阿美Stuxnet蠕蟲的攻擊消滅了30,000個計算機係統在2012年8月。很可能會有更成功的攻擊,將激勵為提高工業自動化係統網絡安全的未來。“大遊戲”zaiwokanlaihaimeiyoukaishi,duishoushiganggangkaishixuexi,chuoheshoujishuju。huishoujingdianjunshidouzhengdelishihuojiangzhezaitamendeduishouzhiqianfadongzhongdagongjidefangyu,tongchangnenghuodelianghaodezhenchahetance。jinyibuchengzaizhezhanzhengdebiyu,shidianxingdeyundong,xuduozhandou。qianghuagongyeyitaiwangwangluokenengxuyaoqianyidaoIPV6,包含了更強的安全性模型,Internet協議安全(IPsec),每個IP數據包的通信會話,並在每個網絡連接的硬件加密方法進行加密。
一體機設計
願yuan景jing有you一yi個ge完wan整zheng的de係xi統tong的de方fang法fa來lai設she計ji產chan品pin,機ji器qi和he生sheng產chan線xian作zuo為wei一yi個ge整zheng體ti的de過guo程cheng中zhong開kai始shi出chu現xian,並bing會hui加jia快kuai。優you化hua,調tiao試shi,增zeng加jia產chan量liang,提ti高gao質zhi量liang,降jiang低di成cheng本ben的de製zhi造zao過guo程cheng是shi建jian立li一yi條tiao生sheng產chan線xian或huo單dan台tai機ji器qi前qian,軟ruan件jian設she計ji和he建jian模mo工gong具ju。機ji及ji相xiang關guan自zi動dong化hua於yu一yi體ti的de綜zong合he軟ruan件jian設she計ji環huan境jing,設she計ji,建jian模mo與yu仿fang真zhen,具ju有you巨ju大da的de能neng力li。在zai這zhe個ge過guo程cheng中zhong,工gong程cheng師shi可ke以yi優you化hua能neng源yuan消xiao耗hao最zui低di完wan全quan機ji器qi自zi動dong化hua生sheng成cheng的de控kong製zhi器qi代dai碼ma。開kai放fang標biao準zhun使shi連lian接jie建jian模mo軟ruan件jian自zi動dong生sheng成cheng機ji器qi人ren,機ji床chuang,PLC和其它工業控製器的控製器代碼。符合PLCopenXMLjiaohuanbiaozhun,liruzhengzaishiyongdemonihejianmoruanjianchangshangzidongshengchengkongzhiqichengxu。zhexiejishudecaiyong,shiqiyedejingzhengdeyoushi,jiangdichengbenhefengxian。weilechongfenliyongzhezhongfangfa,chuantongdetongcanggongsibixuxietonggongzuo。
機器人
在更廣泛的行業正在加速機器人的使用成本更低,更靈活的機器人。“智能”jiqirenkeyichuangjianjichengdejiqirenshijiaoxitongjiangshibieruanjian。ciwai,jiqirenbiandegengjiandandejihua,baokuoweiyonghujiaojiqirenzhixingrenwudenengli。zaozaiqunian,guojijiqirenlianhehuidebaogao,2011年機器人銷售增長了38%,為一年錄得有史以來的最高水平。最重要的國家是中國,美國和德國的增長39%和51%之zhi間jian的de增zeng長chang率lv。兩liang個ge最zui大da的de市shi場chang仍reng然ran是shi日ri本ben,其qi次ci是shi韓han國guo。汽qi車che,食shi品pin和he飲yin料liao,金jin屬shu,機ji械xie等deng行xing業ye增zeng長chang高gao於yu平ping均jun水shui平ping的de機ji器qi人ren訂ding單dan。機ji器qi人ren允yun許xu製zhi造zao商shang提ti高gao了le生sheng產chan效xiao率lv,可ke靠kao性xing和he質zhi量liang目mu標biao的de實shi現xian。在zai安an全quan性xing,靈ling活huo性xing,準zhun確que性xing和he易yi用yong性xing的de改gai進jin,以yi較jiao低di的de成cheng本ben,加jia速su通tong過guo。