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联网的工业控制系统面临的挑战有哪些

2019年03月14日 11:30:05来源:控制工程网作者:Adrian Jennings关键词:SCADA系统
  出产线上的传感器会实时的监控端到端的运转状况来优化灵敏的进程操控,汽车安装线上运用的定位体系融合了工艺可见性和虚拟设备操控的功用。在这个以IT为中心的国际里,至关重要的是要维护本地操控所需求的可靠性和可扩展性。
 
  不过,仅仅是规划了传感器和虚拟操控还不够,其实这是简单的部分。难的部分是让它们运转的可靠性超越99.999%,即使是在在恶劣的环境下也能精确运转,成为真正对出产至关重要的体系。在汽车安装线上采用的一项技能,很好的阐明了这种工业4.0技能供货商所面临的应战:定位体系变得越来越普及,现已成为获取安装工艺可见性和完结虚拟化设备操控的方法。
 
  灵敏的安装线
 
  传统的移动安装线将流程工作站依照固定长度和持续时刻区分为多个小组。每个组的流程有必要在其所区分的工作站内完结,因而要在一个固定的流程时刻内完结。为了保证为用户供给高质量的产品,制作商们非常用心地保证在正确的工作站中运用正确的东西在正确的产品上。这常常是经过严厉的、机械的手段取得的:例如,固定式的扫描器用于判定产品,限位开关用于启用和停用东西等,这些东西过去在物理上往往与特定的工作站捆绑在一起。整个工艺进程的架构是经过验证的、有效的和广泛应用的。
 
  今天,消费者有高度的个性化需求,需求全面的挑选任何选项组合的自在。制作商需求经过在更少的工厂里制作更多的汽车来努力操控本钱。结果是现代安装出产线有必要办理一个模型的上万亿个潜在变量,并且有必要经过装备能够同步出产多种林林总总的车辆类型。
 
  出产线上的每辆车都不同,这样高度的可变性要求工艺操控的方法有必要要高度灵敏。固定式的工作站现已变成了历史。
 
  经过要害设备的虚拟化,定位体系引入了全面的灵敏性。制作商能够实时规划工作站来适应产品的需求:一个模型的Takt时刻与另一个模型的Takt时刻不同;为了避免出产线停机,工人们会暂时得到更多工艺时刻;工艺也能够重叠或跨越多个传统的工作站。
 
  复杂性的应战
 
  将在试验室里工作杰出的盯梢体系应用到工业环境中,并发明99.999%的可靠性绝不是一件轻松的事。要想处理在高度机动性和复杂的环境下独特的RFID传输的应战时,有必要要在过滤功用算法中参加额定智能。
 
  假如投入时刻和精力,盯梢体系能够为特定的环境进行优化,并在运转小规划的应用时具有满意的可靠性,例如一个工作站。接下来的应战是在不向业绩让步的情况下敞开可扩展功用,以办理成百上千个同步工艺进程。这个使命不仅仅是运用满意的处理才能来执行核算使命这么简单,而是要办理数量巨大的RFID标签所制作的额定的盯梢应战。应用在各个层面上的智能过滤功用最终的结果是一套可扩展的、强壮的盯梢体系,该体系会满意一个工业传感器的各种需求。
 
  接口协议的实施就像设备操控策略一样多种多样。操控体系有必要有才能与可编程逻辑操控器(PLC)(通常是过期的陈旧的)和很多不同的出产执行体系(MES)进行接口。MES是一个精心编制的工厂运转软件,许多是为每个不同的制作商定制的或许由其内部人员开发的。工业操控接口策略是明晰的——灵敏性是要害,同时还需具有快速装备以与许多特定的接口连接的才能。
 
  取得正确的架构
 
  在制作业工厂里有两个挑选:在车间里办理的出产线上的核算设备或许IT办理的集中式服务器。在一个汽车安装工厂里,很少会在车间里看到任何实质上的核算才能。PLC和东西操控器运转嵌入代码,每个工作站可能包括一个为工人供给阐明的MES瘦客户端,不过大多数核算活动办理进程是在IT办理的安全的、正常运转时刻服务器设施内进行的,远离恶劣的出产线环境。
 
  这是大多数制作商面临的装备挑选。与MES的方法相同,任何办理分布在整个出产线上的传感器宣布的输入信号、办理出产线上的操控设备的软件都有必要包括在担任要害出产的IT服务器环境下。
 
  这给可定位工作场所灵敏性体系增加了另一层应战:它有必要支撑服务器虚拟化和分类归并;它有必要运转在一个大规划的操作体系中;它有必要支撑硬件(镜像磁盘等)或许软件(一个热备份服务器)的冗余设置;它有必要具有在短于一个产品周期(一般短于60秒)内从运转中断中恢复的才能。
 
  除了这个,体系有必要为自动的向体系故障宣布报警供给办理东西,为IT办理者供给可见性,以及为故障诊断创建日志和剖析。一个操控体系假如不能得到充沛办理,那么它就不能成为一个体系。
 
  工业操控体系的最终要求是操控有必要运转在低延时状况下,以免产生工艺问题。很重要的是要记住被操控的东西是由人操作的,假如想让手动使命最大程度地削减延时的影响,任何动作延时有必要被操控在0.5秒钟以内。
 
  放眼未来
 
  本文所描绘的启用了定位功用的操控体系,只是那些将监控和操控功用从独立的出产线设备转变到联网的智能设备的许多例子之一。跟着监控和操控的规划扩展,操控功用将从内置代码扩展到服务器托管的体系。关于那些为未来全面应用工业4.0的情形做准备的制作商来说特别如此。跟着规划扩展以及操控逻辑进一步从应用点搬运,操控工程师将面对规划和可靠性的新应战。
 
  传统的信息和自动化孤岛现已过期了,未来的智能制作中,出产要害的悉数规划有必要包括分布式IT体系办理的很多的、低延时的操控。不能根据它们在小规划的、孤立的试点的功能怎么就来对操控体系进行评价,而是应该根据在真实的出产实践中功能怎么再来考虑是否将其规划扩展到更广泛的体系。
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