將傳統(tǒng)自動化納入智能制造革新

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 是智能制造或工業(yè) 4.0（第四次工業(yè)革命）的關(guān)鍵促進(jìn)因素，可有效整合自動化與大數(shù)據(jù)，從而提高生產(chǎn)率、減少浪費(fèi)和能耗，以及增強(qiáng)工廠靈活性。

智能制造和 IIoT 讓企業(yè)能夠提高生產(chǎn)率，延長設(shè)備正常運(yùn)行時間并提升產(chǎn)品質(zhì)量等關(guān)鍵績效指標(biāo)。企業(yè)可能想要抓住機(jī)遇，但對于如何開展變革，同時避免引發(fā)無法接受的破壞或浪費(fèi)現(xiàn)有設(shè)備投資的問題，卻沒有把握。目前使用的機(jī)械意味著一大筆資金投入，因此所有者可能不愿再進(jìn)行大規(guī)模更換或可能涉及 PLC 等重新編程控制器的升級項(xiàng)目。PLC 程序可能會非常復(fù)雜，即使掌握的相關(guān)知識足以成功修改當(dāng)前程序，PLC 本身也可能缺乏用于支持額外功能的其他資源。

將智能引入現(xiàn)有工廠

為了解決這些問題，有些企業(yè)探索了各種方法，旨在將網(wǎng)絡(luò)連接作為附加功能引入現(xiàn)有設(shè)備。這樣做有助于降低智能制造的入門成本，特別是對于已安裝設(shè)備可能包含大量傳感器（用于基本流程控制）的情況。雖然能夠收集到豐富的數(shù)據(jù)，但缺少外部連接讓企業(yè)無法將其價值發(fā)揮到極致。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟 (IIC) 已經(jīng)發(fā)布智能制造連接測試平臺，這為提取一般情況下通過 I/O 模塊流到 PLC 的數(shù)據(jù)提供了解決方案。該測試平臺以網(wǎng)關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 I/O 模塊，這種網(wǎng)關(guān)采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 OPC 統(tǒng)一架構(gòu)協(xié)議，可將數(shù)據(jù)通過另一條通信通道發(fā)送到 IT 系統(tǒng)。IIC 方案采用開放的通信標(biāo)準(zhǔn)和通用設(shè)備模型，讓用戶能夠通過 IT 系統(tǒng)配置和控制傳感器。

連接機(jī)器，連接網(wǎng)絡(luò)

Panasonic FP7 雙用途 PLC 旨在讓企業(yè)能夠?qū)?IoT 功能作為附加功能引入現(xiàn)有自動化系統(tǒng)?？刂破骶哂刑幚砣魏螀f(xié)議的功能，其中包括以太網(wǎng)/IP、Modbus（RTU 和 TCP）、Profibus 等協(xié)議，這讓控制器能夠從已安裝的 PLC 收集信息（圖 1）。

圖 1： 雙重用途控制器可從現(xiàn)有 PLC 收集信息，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程安全訪問。

內(nèi)置 Web 服務(wù)器讓用戶能夠使用常規(guī)設(shè)備（如移動或桌面 PC）上的瀏覽器查看數(shù)據(jù)。儀表板可使用基于 PC 的生成器工具進(jìn)行定制，可以通過拖放操作選擇和放置元器件（例如開關(guān)、燈和儀表），還可通過選擇屬性來快速輕松地進(jìn)行設(shè)置（圖 2）。FP7 也可支持電子郵件提醒功能，適用于發(fā)送狀態(tài)更新、事件提醒功能，或者刻不容緩的特殊情況。

圖 2： 圖形生成工具為設(shè)計(jì)可清晰顯示所收集數(shù)據(jù)的儀表板提供支持。

通過將數(shù)據(jù)從現(xiàn)有控制器傳送到帶有瀏覽器的智能手機(jī)或 PC 等設(shè)備（圖 3），F(xiàn)P7 提供了簡單易用的低成本入門產(chǎn)品，助力生產(chǎn)商探索 IoT 開展智能制造實(shí)踐的能力。FP7 圖形生成工具的添加不會導(dǎo)致重大影響，這款工具可連接到多種自動化控制器（PLC 或其他以太網(wǎng)兼容設(shè)備），還能夠同時顯示多達(dá) 16 個控制器的數(shù)據(jù)。除此之外，還可同時連接到多臺 PC。

圖 3： 這些數(shù)據(jù)可使用任何帶有 Web 瀏覽器的設(shè)備進(jìn)行訪問。

收集的數(shù)據(jù)可在設(shè)備上進(jìn)行安全存儲和管理，并且控制器代碼和數(shù)據(jù)寄存器的靈活共享功能可最大程度地利用可用存儲空間，從而不必購買更多昂貴的存儲器。另一方面，收集的數(shù)據(jù)也可以傳輸?shù)?PC 等其他媒體，或者通過與安全套接層 (SSL) 兼容的安全通信方式傳輸?shù)?FTP 客戶端或外部 LAN 中的 Web 服務(wù)器。這使得生產(chǎn)線檢測數(shù)據(jù)等眾多生產(chǎn)線數(shù)據(jù)可以在服務(wù)器上儲存，并可隨時對其進(jìn)行檢查。另外，F(xiàn)P7 還可從外部設(shè)備讀回數(shù)據(jù)。

如果采用這種方法進(jìn)行 IoT 連接和基于瀏覽器的過程管理，企業(yè)可以使用 FP7 將獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)交谠频姆治鰬?yīng)用，從而能夠擴(kuò)展其智能制造。

作為可通過各種數(shù)字和模擬 I/O 進(jìn)行配置的模塊化 PLC，F(xiàn)P7 還支持向系統(tǒng)新增傳感器，以提供更多關(guān)于受監(jiān)測過程或設(shè)備的詳細(xì)信息。其他模塊包括定位裝置、高速計(jì)數(shù)器、脈沖輸出裝置，以及遠(yuǎn)程 I/O。這為智能制造提供了一種可擴(kuò)展方法，讓用戶在開發(fā)適合自己的長期策略之前，先以最小風(fēng)險體驗(yàn) IoT 的能力。

總結(jié)

從提高制造生產(chǎn)率和業(yè)績層面而言，智能制造的優(yōu)勢顯而易見。然而，智能制造也面臨著艱難的挑戰(zhàn)，包括在保證成本效益的情況下實(shí)現(xiàn)智能制造，開發(fā)可擴(kuò)展策略以及應(yīng)對傳統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)性限制。各項(xiàng)研究（如 IIC 的連接測試平臺）已經(jīng)證實(shí)，現(xiàn)有工廠需要的是在最小程度改變傳統(tǒng)設(shè)備的情況下新增智能制造的能力。Panasonic FP7 等雙用途 PLC 為此提供了實(shí)用的解決方案，可以更充分利用從未連接的自動化設(shè)備獲取的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。