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王德吉:工廠邊緣智能化是實現(xiàn)智能的關鍵所在
  • 點擊數(shù):4980     發(fā)布時間:2020-05-15 15:49:00
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隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的逐步實現(xiàn),工廠邊緣智能化是實現(xiàn)智能的關鍵所在。PLC面臨著大數(shù)據(jù)、高性能控制、互連接性、安全性、跨平臺等挑戰(zhàn)。
關鍵詞:

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中國煙草總公司職工進修學院研究員王德吉

控制系統(tǒng)是制造企業(yè)制造過程中的神經(jīng)中心、操作中心和安全屏障。它實現(xiàn)了監(jiān)視、控制和優(yōu)化整個過程流程和產(chǎn)品質量的功能,是確保重大工程和重大裝備安全可靠和高效優(yōu)化運行的不可或缺的關鍵通用硬軟件平臺與系統(tǒng)。隨著控制系統(tǒng)技術的不斷改進和發(fā)展,其在工業(yè)控制領域的應用日益成熟。然而,隨著智能制造時代的到來,IT與OT的集成發(fā)展已成為大勢所趨。作為智能制造的基礎層和自動化控制層的核心,控制系統(tǒng)不可避免地面臨新的挑戰(zhàn)。智能制造基于數(shù)據(jù),因此有必要獲得完整且相互關聯(lián)的全局數(shù)據(jù),以更好地協(xié)調整個生產(chǎn)過程。控制系統(tǒng)是整個智能制造架構中硬功能的核心鏈接。它需要具有更強大的數(shù)據(jù)采集、存儲、計算和分析功能,以更好地支持上層智能軟件的開發(fā)。具體說來,PLC面臨以下挑戰(zhàn):

高性能控制:智能制造環(huán)境需要PLC以比以往更快的速度來處理指令、服務中斷并支持集成的HMI。這需要處理器具有更高的MIPS和多個內核,這必將導致高昂的成本和功耗。

互連接性:不同機器之間的M2M連接性要求在單個PLC系統(tǒng)中支持多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議,而企業(yè)連接性則需要對應用程序互連接性框架(如OPC-UA)的支持。

安全的通信:工廠網(wǎng)絡外部連接到企業(yè)的PLC容易受到網(wǎng)絡攻擊,這使安全成為主要問題。

跨平臺的互連接性:選擇錯誤的處理器可能會導致代價高昂的錯誤,因為不同系統(tǒng)之間的功能互連接性要求使用在非專有處理器內核上運行的標準化操作系統(tǒng)。

市場的多變性:隨著連接性和互連接性環(huán)境的不斷發(fā)展,市場需求的更改變得更加頻繁,這需要對軟件和硬件設計進行更改。

此外,傳統(tǒng)的挑戰(zhàn)仍然存在,包括可伸縮性、功能安全性、更低的功耗、更小的面積。

總之,隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的逐步實現(xiàn),工廠邊緣智能化是實現(xiàn)智能的關鍵所在。PLC面臨著大數(shù)據(jù)、高性能控制、互連接性、安全性、跨平臺等挑戰(zhàn)。通過片上系統(tǒng)(SoC)現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)設計的片上PLC能夠應對這一挑戰(zhàn)。片上PLC通過云實現(xiàn)工廠與企業(yè)之間的安全通信,支持工業(yè)生產(chǎn)商獲取并使用工業(yè)過程數(shù)據(jù),提高了效率,還支持海量定制,通過預測性維護降低了由于工廠停工帶來的高成本。

摘自《自動化博覽》2020年4月刊



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