Основы умных заводов и дискретных

Oct 07, 2023

Лиза Эйтель | 6 января 2023 г.

«Умные» фабрики — это предприятия, которые оцифровывают все аспекты производства или производства, допускающие оцифровку. Такие операции непрерывно записывают данные через подключенное оборудование и системы, а затем распространяют эти данные, позволяя машинам выполнять процедуры самооптимизации. Такие программы могут помочь предприятию вовремя производить конкретный конечный продукт; активно предотвращать механические проблемы; и оптимизировать взаимосвязанные производственные задачи. Комплексные подходы к созданию «умных» заводов используют облачные инструменты, искусственный интеллект, IIoT и анализ больших данных для мониторинга прогнозов цепочки поставок и запуска (все более адаптируемых) производственных линий для реагирования.

Давайте теперь углубимся в особенности подключения умной фабрики. Промышленные протоколы, поддерживающие функции «умного завода», обычно требуют сертификации физических компонентов; подробнее об этом читайте в статье «Советы по управлению движением»:Тенденции в области Ethernet, PoE, IO-Link, HIPERFACE и однокабельных решений . CAT5e и CAT6, а также подключение Power over Ethernet (PoE) становятся все более распространенными в автоматизированных машинах и робототехнике. В других странах гибкие кабели CAT5e и CAT6 поддерживают сети CC-Link Industrial Ethernet (IE) и поставляются в комплекте с кабельными носителями, имеющими сертификацию UL для рынков Северной Америки.

Рассмотрим промышленные контроллеры, поддерживающие промышленную сеть CC-Link IE Field и обеспечивающие обмен данными с точностью до 1 мс для управления оборудованием в реальном времени. Некоторые такие контроллеры также используют сеть для удаленного мониторинга, периферийных вычислений, обработки данных и интеграции аппаратного и программного обеспечения. Обычно на этих контроллерах установлена ​​Windows 10 IoT, хотя для обработки и распространения данных также можно использовать операционную систему VxWorks, а также открытую платформу Edgecross. Некоторые такие промышленные компьютеры даже оснащены сенсорными экранами, которые можно использовать в качестве человеко-машинных интерфейсов (HMI).

«Умные» фабрики максимально используют цифровые инструменты. Изображение: Пхуттапхат Типсана

Основное преимущество HIPERFACE DSL заключается в том, что он позволяет передавать мощность двигателя и обратную связь по положению по одному кабелю, что, в свою очередь, снижает сложность и стоимость. Кроме того, интеллектуальные энкодеры HIPERFACE DSL имеют внутреннюю память для хранения информации о двигателе… поэтому при первом подключении сервопривод может запросить эту информацию, чтобы автоматизировать ввод двигателя в эксплуатацию.

Точно так же однокабельные решения на основе Ethernet или даже кабелей цифровой абонентской линии (DSL) улучшают оборудование, включающее линейные приводы, часто обеспечивая совместимость с усилителями различных производителей для быстрой и плавной интеграции контроллера с приводом.

Однокабельный интерфейс IO-Link также получает все большее распространение для промышленной связи. Некоторые поставщики интеллектуальных двигателей начали интегрировать основные компоненты IO-Link в основные предложения для поддержки подключаемых датчиков для концепций децентрализованной автоматизации. Конечно, двигатели, которые могут обмениваться данными через промышленный Ethernet или шину CAN, не нуждаются в подключении к сетям IO-Link в качестве вторичных устройств.

IO-Link также может оцифровывать устаревшие аналоговые разъемы на компонентах для обеспечения двунаправленной связи и сокращения времени ввода в эксплуатацию. Неудивительно, что некоторые из них используют возможность подключения IO-Link на стороне управления для поддержки нескольких протоколов и подключения к последовательным интерфейсам.

Рассмотрим различные протоколы и коммуникации, используемые в подключении IIoT, например архитектуры SCADA, MES и планирования ресурсов предприятия (ERP). Они наиболее вовлечены в конвергенцию ИТ/ОТ (операционных технологий), часто включающую задачи уровня предприятия, шлюзы и другие возможности подключения, позволяющие настраивать систему через стандартные веб-браузеры… а также операционную корректировку и дополнительные управленческие действия.

На «умных» заводах преобладают компоненты и оборудование с полевой шиной, проводным Ethernet, беспроводным соединением и облачными подключениями.

Чтобы быть ясным, комплексные установки SCADA (несмотря на их сложность и значительные требования к установке) превосходно справляются со сбором и обработкой больших данных; ведение и использование исторических данных; и выполнение аналитических процедур. Однако решения «умной фабрики» позволяют быстрее настраивать сети удаленного доступа, периферийные вычислительные системы, а также централизованное или машинное (HMI) управление соответствующими настройками машины и данными.