如果无缝连接是未来的趋势，那么增强连接就是当前的趋势。工业自动化领域的技术发展已经开始，在以前不智能的设备之间分配智能。同时，像开放平台通信统一架构(OPC UA)这样的开放接口让我们离真正的设备互操作性又近了一步。总之，这些发展对我们如何在日益数字化的世界中设计、部署和维护我们的生产系统有着巨大的影响。
通过正确的变革，智能气动元件、物联网(IoT)网关和开放通信标准等技术可以成为通往真正互联未来的垫脚石。
正在出现的实地情报
在一个典型的工厂里，生产车间由各种机电组件组成，如直线装置、旋转驱动器、伺服驱动器和夹具，以及更复杂的机械系统，如多轴笛卡尔搬运系统。为了实现工业4.0的全面愿景，生产过程中的所有相关数据，包括这些非智能设备的状态，必须实时提供。智能组件是实时数据可用性的先决条件，并在生产过程中的一致和统一的信息交换中发挥着关键作用。
许多以前不智能的组件现在合并了工业物联网功能、数据处理和诊断功能，使它们变得智能，这证明了连接性的增强。这些新的局部功能为整体操作带来了多种性能优势，特别是在效率和维护方面。
新分布式智能在现场水平的一个例子是运动终端vtem——第一个通过运动应用程序提供气动功能的阀门。与硬连接技术相比，它的设计增强了连接性，使用户能够轻松适应不断变化的工艺参数，从而提高生产灵活性。它还集成了用于控制、诊断和自学习任务的智能传感器，消除了对其他组件的需要。
运动终端VTEM提供了传统的2/2-，3/2-，4/2-或4/3-通阀的功能，以及比例技术和伺服气动功能。同时，用户可以使用单个阀门类型执行运动任务，将复杂的运动、可变的定位和预设的行程时间集成在一个设备中。运动终端VTEM的其他智能功能包括:
- 节能应用。运动终端VTEM包括一个ECO驱动运动应用程序，自动降低气动能量到运动所需的水平。因此，它保持能量消耗到最小的简单运动任务，不需要额外的末端位置力。
- 泄漏诊断。通过在早期阶段检测泄漏，Motion Terminal VTEM提高了工艺可靠性和生产效率。它还减少了不必要的能源损失。
- 状态监测。得益于这种能力，运动终端VTEM降低了系统生命周期的成本。它还促进了更快的投资回报(ROI)，并使您在市场上更具竞争力。
通过将传统阀门技术和数字运动应用相结合，motion Terminal VTEM取代了50多个单独的组件，同时提高了制造灵活性，降低了系统复杂性，并在现场水平实现了新的数据分析和状态监测能力。
与物联网网关进行组件集成
实现无缝连接的最大挑战之一是联网组件和系统的集成。传统上，集成来自不同制造商的伺服驱动器和控制器是一项复杂而费力的任务，增加了工程时间和成本。除了软件和硬件平台的变化，软件工程师面临着不同的现场总线系统、软件模块和数据协议，这要求他们掌握几种编程语言。他们还必须理解各个组件之间的关系。在这种情况下，机电驱动系统可能需要很长时间来调试，调试过程中出现的任何技术困难都可能导致计划外的生产延迟。
物联网网关，如CPX-IOT，使用户能够连接驱动器和其他组件，以了解各种运行参数，包括温度、速度、电压等。该网关不仅整合了机器和生产数据，而且还使这些信息更易于管理。根据复杂性的不同，用户可以在车间级别连接多达31个组件和模块。然后，他们可以通过安全的开放接口接收实时的、云端准备好的数据。这种能力开辟了许多数据分析选择——从更智能的维护实践到数字双胞胎。
设备互操作性的开放协议
无论是机械系统还是控制系统，大量的产品、组件和解决方案都来自不同的制造商——每个制造商都有自己的接口、硬件、编程语言和通信协议。正如前面提到的，机器制造商和工程师经常花费大量时间将这些不同的组件集成到他们的机器中。幸运的是，新的开放通信协议正在为在连接环境中实现真正的设备互操作性铺平道路。
IO-Link就是一个例子，它提供了一种新的标准化I/O技术接口，扩展了现场总线和工业以太网系统。除了传输过程数据外，它还允许用户从控制系统下载参数数据到传感器或执行器，然后将诊断数据发送回控制系统。过去，将现场总线接口集成到最低的现场电平是一项昂贵的工作，但IO-Link使用简单的三线或五线电缆传输数字或模拟值。
第二个例子是OPC UA，这是一个与供应商无关的软件接口，它传输机器数据，包括过程值和测量值，然后以机器可读的方式从语义上描述数据。由于OPC UA独立于操作系统工作，它提供了一个从前端设备、传感器、驱动器和控制器到云端的开放通信解决方案。除了让行业更接近真正的即插即用功能之外，这个接口还支持组件的无缝集成——允许它们彼此交谈，以及轻松地收集和交换数据。
为了获得这些好处，工厂自动化解决方案的供应商正日益增加其组件的开放接口兼容性，以提供前端设备、控制器和云之间的无缝通信。例如，Festo将OPC UA嵌入其阀门终端，使工厂管理者、工程师和操作人员能够实现智能制造的好处。当与CPX平台等物联网网关配对时，操作员可以通过以太网连接和OPC UA协议快速、轻松地收集设备信息和状态。然后，系统可以通过第二个以太网连接和物联网协议(如高级消息队列协议(AMQP)或消息队列遥测传输协议(MQTT))将信息发送到云中。
前方的道路
随着互联技术的不断发展，工厂正朝着所有组件、控制器和工业云无缝集成的未来发展，这将带来无数的生产效益。虽然进展顺利，但我们还没有达到目标。最后一英里将需要一个持续的驱动，将以前的竖井系统连接在一起，拥抱开放的通信标准，并从车间到企业层面全面实施数字化战略。
想了解更多关于工业物联网的实践，请访问www.festo.com．
