自动化的未来是模块化的吗?

由于标准和供应商向前推动了模块化自动化概念,自动化的未来将朝着重新想象复杂的进程和自动化基础架构进入易于配置的构建块的子集。

自动化硬件和软件中的模块化思想是整个制造和加工行业长期追求的目标。参观任何生产设施都会突出模块化背后的主要驱动因素,也就是说,大多数设施使用来自许多不同供应商的一系列技术。虽然使用这种完全不同的技术的原因包括成本、特性/功能、品牌偏好和买方/卖方关系,但这些技术的集成在很大程度上是可能的,这要归功于OPC UA和IO-Link等互操作性技术。

本图描述了使用模块类型包自动化的控制系统体系结构中的模块和编制层之间的连接。来源:ABB本图描述了使用模块类型包自动化的控制系统体系结构中的模块和编制层之间的连接。来源:ABB真正的模块化技术是设计用于插入和使用其他产品的技术。然而,从历史上看,这并不是工业自动化世界的常态。甚至在与OPC基础这样的团体一起突出显示的产品中,将许多这些设备与其他供应商的那些集成,可能需要重大的整合工作。换句话说,许多自动化技术供应商在大多数情况下,故意设计其产品以与其他供应商的产品以可插拔的方式运行,在消费者技术空间中更为常见。

ABB是一家自动化技术供应商,长期以来一直是模块化的支持者。Ralf Jeske,全球产品经理控制系统和现场设备他说:“无论是通过执行立法、促进最佳实践,还是仅仅在互操作性和集成方面创建一个公平的竞争环境,标准化一直在行业中发挥着重要作用。尽管有很多成功的案例,但最近的标准化工作之一是模块化自动化背后的理念——特别是基于开发和部署模块类型包(MTP)架构的模块化。”

根据杰科的说法,基于MTP的模块化自动化旨在将最复杂的进程和自动化基础架构转换为“易于配置的构建块”的子集,其中每个离散的过程步骤,机器或元素都在MTP中设置了自己的身份和指令容器。然后可以在任何数字和组合中部署这些模块化构建块以创建一个全功能处理套件,这可以更轻松地重新配置和扩展,简单地添加更多块。“

MTP方法

每个MTP容器都具有相关过程模块所需的自动化程序的供应商 - 不可知过程描述。“模块可以在模块内的控制器或逻辑引擎生成,然后导入并轻松集成到主要过程控制架构中,”Jeske说。“最终结果是通过使用标准化的过程模块创建高度灵活的生产架构。”

RALF JESKE,ABB的控制系统和现场设备的全球产品经理。RALF JESKE,ABB的控制系统和现场设备的全球产品经理。ABB对MTP的关注背后的一个重要行业驱动因素是机械系统和组件的模块化,其中预制件和橇基单元正稳步成为常态。杰斯克表示,在制药行业尤其如此。“这种基于mtp的模块化自动化方法是这种硬件发展的完美匹配软件,”他说。

除了ABB对自动化模块化的关注,一些组织,如那慕尔(一个国际过程工业自动化技术和数字化用户协会)和ZVEI.(总部位于德国的电子电器制造商协会)也在支持模块化。

例如,模块化生产的NAMUR标准2658被送入IEC 63280 - 工艺产业中模块化系统自动化工程标准 - 国际化。


读到艾默生使用模块化类型软件包自动化。


标准组织的支持

捷克表示,“Namur支持这个事实,实现新的灵活性,过程技术的模块化,机械结构和自动化技术至关重要。它不仅可以提供新的运行能力和灵活性,但它还解锁了更有效的基于服务的控制。“

Jeske举了一个模块化如何影响生产操作的例子,他说,现有的工业4.0系统的反馈可以告诉你控制阀的运行情况,但使用MTP时,你可以从过滤器单元的控制阀获得数据。Jeske说,这种差异非常重要,因为将数据放入环境中“可以为特定应用增强和微调组件和处理模块的能力,然后与现场的类似单元共享这些增强功能”。“事实上,大型化工公司希望所有工厂都能使用模块化的工艺设备组合,最佳实践和改进方法可以共享。”

Jekse补充说,ABB的大客户经常告诉ABB,对生产场地进行详细设计并不是他们的核心业务。他解释说:“他们想要做的是生成一个能力采购清单,然后让供应商公司朝着这个清单努力。”“在这里,模块化自动化定义了一个新的设计/建造/运营生态系统,机器供应商和原始设备制造商提供全面的服务能力,免除了终端用户设计、建造和维护自己工厂的责任。”

除了影响工厂地面设备和运行它的软件的设计,Jeske认为模块化也将改变工厂的设计。

“现有的植物设计往往是一种自上而下的方法,在那里您从过程流程开始,然后决定您需要安装的内容以满足这些需求,”Jeske说。“另一方面,模块化自动化提供了对沿下/自下而上的能力。通过了解MTP模块可用的内容,您可以立即预测它们适合您的流程和设计。不仅可以节省时间,而且也是发展努力,结果成本。“

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