目前有超过100亿台联网设备通过互联网进行通信;根据欧盟委员会最近的“大数据”报告,到2050年,这一数字预计将增加到约500亿台连接设备。在Gartner最近发布的2014年十大预测中,未来一年的五大新兴趋势中有四个直接影响到互联工厂原则的持续发展和采用率:移动设备多样性和管理,移动商业应用程序,万物互联和智能机器的广泛采用。曾经是科幻小说中的“假设”正在现实的应用和用例中实现:人类和设备现在在工厂车间并肩工作,他们的生产力被视觉显示器跟踪,并被发送到远程位置进行分析。
尽管许多全球制造商都渴望实现互联工厂带来的好处,比如降低运营成本、提高资产的可见性和控制能力,但对他们来说,建造新设施或对所有遗留设备进行“拆除和更换”是不现实的,成本也高得令人望而却步。相反,为了创建现代化的实时报告和控制系统,工厂经理最好利用工业上流畅的通信设备,并调整已经为他们服务多年的传统传感器、rtu和通信协议。
但是,将工厂带入21世纪不仅仅是将支持ip的设备连接到现有的以太网和无线网络。一个成功的互联工厂必须具备基本条件,以确保设施产生的信息可以从任何地方访问、监控和控制。为了开始这一过程,制造商必须做三件事:1)让设备使用相同的语言;2)重新考虑运营效率,让更多的设备相互通信;3)为这些设备提供安全、无缝的通信平台。
打破语言障碍——如何讲同一种语言
将传统设备改造为互联工厂的挑战在于,它通常使用较旧的协议,甚至是不容易适应TCP/IP世界的串行链路。一个组织的工程师必须首先确保设备可以使用同一种语言。
工厂工程师通常从IT界采购用于构建工业网络的网络交换机,这一决定可能对更高级别的基础设施有意义,但实质上引入的技术不是专为机器级控制系统而设计的。例如,一台现代机器可能将每个组件都联网,并允许在其HMIs上显示所有可能的状态信息,但是网络交换机本身呢?它的故障就会毁了整台机器吗?单独运行或通过昂贵且似乎无法理解的SMNP驱动程序松散地集成。
为了避免这种情况,制造商必须使用复杂的驱动程序组合来提供协议兼容性,用更复杂的设备替换现有硬件,或者选择提供工业流畅性和多协议支持的高级HMIs、协议转换器和工业级交换机。
前两个选项增加了系统的复杂性和开发成本。第三个吗?为所有必需的标准和协议部署具有本地支持的设备?提供更简单的解决方案。
“你现在能听到我说话吗?”——让更多设备通话
连接在偏远或地理位置不方便到达的设备,可以实现实时信息访问,并极大地增强远程故障排除能力。它还可以为必须监控、调节和排除设备故障的人员提供更安全的工作条件。例如,想想石油和天然气设施中自动化设备的价值。远程连接的这种明确的价值主张正在推动当前蜂窝M2M连接的蓬勃发展。考虑一下梅特卡夫定律,它适用于连接工厂:网络的价值随着连接资产的数量呈指数级增长。
考虑到这一点,制造商必须投资为所有远程资产提供蜂窝连接。蜂窝路由器和调制解调器现在为工业自动化设备和协议提供本地支持,包括支持4G网络连接的型号。这些产品可以实现设施之间的双向通信,并实现与远程资产(如海上平台或无人值守的变电站或管道)的信息交换。
一个更好的谈话场所
制造商在寻求为网络资产分配IP地址时面临的另一个挑战是,尽管网络设备和数据点的数量不断增加,但可用带宽仍然是静态的。当考虑到工业世界的等级性质时?plc和hmi被组合成机器,这些机器被组合成细胞,细胞被组合成工厂?给每个PLC和传感器分配IP地址似乎是管理的噩梦。
然而,有一些新的方法来设计和配置网络,充分利用可用的连接和控制。例如,工程师可以通过使用一个坚固的设备来解决这个问题,该设备可以管理与数十个不同设备(包括传感器、plc和hmi)的通信,同时充当网络的单一联络点。
展望未来
未来互联工厂的真正价值并不来自于连接的数量;它来自于创造更有意义的联系,以及设备与管理设备的人之间的和谐对话所获得的竞争优势。与操作员、控制系统和软件应用程序无缝通信的能力,结合实际的网络选项和对本地功能和协议的支持,为从工业设备中提取的数据带来了指数级的意义。这些功能创造了将自动化和远程管理提升到新水平的环境,从而使联网工厂成为现实。
互联工厂需要一种新的方法来理解工厂自动化的概念。通过对专为实现这一目标而设计的支持组件的精心集成,连接、监控和控制的能力将在未来很好地推动生产力。
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迈克劳是红狮控制公司的总裁作为工业自动化和网络领域的通信、监控和控制领域的全球专家,红狮在40多年来一直致力于提供创新的解决方案。其屡获殊荣的技术使全球公司能够获得实时数据可见性,从而提高生产力。该公司总部位于宾夕法尼亚州的约克,在美洲、亚太和欧洲设有办事处。如需更多信息,请访问www.redlion.net/together.