工業物聯網在工業自動化生產線中的升級作用

在工業自動化生產線應用中，工業物聯網其本質是機器的連接，包括將機器與機器互聯，與專家系統互聯以及與管理執行系統互聯等，從而通過系統架構級別較低的智能設備獲得比以往更可行的信息，實現智能制造升級。

工業物聯網不僅是將工業網絡擴展到自動化生產線設備級架構，還包括將安全、運動、機器對機器智能、自動維護資源和企業連接性融入到目前難以企及的制造智能。從資源管理到智能機器設備再到預見性維護，工業物聯網的快速發展，為制造自動化生產線也帶來了很多積極的影響。

工業物聯網希望實現萬物互聯，以便進行診斷、配方管理、協作工程和各種數據采集(從OEE到序列化)。物聯網能夠獲取更多當前尚未獲取的數據。原因可能是我們之前沒有部署用于獲取數據的傳感器而且IT也不允許這樣做。現實是這種智能傳感器已經存在，只不過企業還沒有意識到把錢花在這個地方的好處。

工業自動化生產線用戶思維的最大轉變可能是從硬連接的安全PLC和繼電器轉移到網絡安全性。這意味著從普通工人用螺絲刀緊銅線到咨詢軟件顯示的過渡。而現實中，我們的生活早已改變。我們會毫不猶豫的乘坐電子導航系統的航班。我們乘坐無人駕駛的區間列車抵達航站樓。即使開往航站樓的汽車都與網絡設備息息相關(例如：防抱死制動、安全氣囊彈出和恒速操縱器等)，我們沒有擔心它們的安全性，是因為我們看不到。

網絡安全對于提高生產力大有幫助控制工程網版權所有，能夠有效防止工人試圖繞過安全系統操作。在安裝費用、測試和診斷能力方面，網絡安全也有許多優勢。既要保持控制和線路功率又要確保工作速度、轉矩、方向和位置不會引起危害。在實施過程中還要符合傳統安全實施方案(即：將主控系統狀態與獨立控制器上的校驗做比較)。

與E-stop急停按鈕將所有電源切斷不同，網絡安全允許系統在安全模式下連續運行。安全模式運行旨在防止操作員誤操作，試圖通過打開門聯鎖裝置來清除堵塞，或在無機器防護裝置的情況下操作。相反，它要確保軋輥不能以非安全方向旋轉，或者機器人手臂無法快速用力，以保護維修工人的安全。

工業物聯網對于工業安全有何促進呢？安全系統通過確定性工業以太網聯網。同時，安全模式下的每個狀態變化、每個操作實例均被記錄下來并通過互聯網傳送給管理人員。聯鎖裝置或光幕可傳達破損程度、時間和間隔，以幫助管理人員分析根本原因。

在網絡安全功能中，安全運動控制功能最為強大。通過嵌入到伺服機構/變頻驅動(配有安全編碼器等硬件)中的智能軟件，網絡安全系統可保持生產線、印刷機、機器人及其他設備的正常運行(在安全模式下)。這種智能不僅能夠提供現在熟悉的安全扭矩關閉信息，還能夠提供安全的受限轉矩、受限速度、位置和受限加速度等更多信息。

現在，自動化生產線上的機器可在安全模式下繼續運行。而在過去，急停按鈕或受控關閉將會開啟，以清除堵塞信息，進行修復或補充材料。現在的緊急停機按鈕也不再需要硬接線，它可以通過以太網連接并且成為控制面板的一部分。

通過工業物聯網進行預見性維護的關鍵是根據自動化生產線機器實際狀態而非根據固定的周期進行監控。此外，監控機器狀態的關鍵是機械擾動。利用加速度計等網絡化傳感器可檢測軸承、主軸、聯軸器和其他機械設備的頻率，預測發生故障的趨勢，以安排預先性維護。過程越關鍵，維護的成本越大。簡單設備的故障可能會使某一過程出現災難性結果。頻率分析還可促使在設備受損前找出根本原因。如可記錄潤滑、剝落或腐蝕等狀況，則可采取預防性維護措施。

工業物聯網能夠實現能源監測，不僅是電力監測，還包括水、蒸汽、壓縮空氣和真空、天然氣、溫度等，可以幫助您認識到提高可持續性的巨大潛力。將這些監測數據帶入到自動化生產線的單獨的機器和過程單元(不僅是分支電路或輸入電表)，將使數據變得更可行。為何一個收縮爐或輪班比另一收縮爐或輪班耗能多？權衡能源成本和生產量之后的最佳生產線速度是什么？

將更多智能推向設備級而不僅是在物聯網通信。這樣有助于提高性能并省去人為干預。先進的伺服驅動器就是一個好例子。驅動器內的自動補償能夠響應異常情況，預先消除干擾，無需技術人員對驅動器進行微調。無需引入示波器功能，也不用再插入筆記本電腦。

將智能推向設備級的另一實例是使用帶有板載FPGA的I/O切片，允許設備和I/O切片之間直接響應，從而繞過背板、PLC 的CPU和系統掃描。結果是響應時間短至1微秒。這種前所未聞的超快速度是否有實際用途？考慮如下的應用，是否會吸引你：讓噴膠槍向裝箱機更準確地打膠，更快速的商標打印，以及大幅縮短枕式包裝機上傳感器和回收站之間的距離。

具有以太網通信和板載I/O功能的機載集成式電機/驅動器早已屢見不鮮。如今，這一概念已擴展到機載分布式密封驅動器，以幫助傳統的電機達到更高的轉矩和速度要求。此外，小型驅動器(例如：格式轉換所用的步進電機)可以采用IP67分布式I/O模塊。

這種板載智能結合廉價固態存儲器可以大幅節約成本，促使機器更高效。根據作業指導書，操作員和技術人員利用動畫和視頻走查的益處是有據可依的。通過工業物聯網的虛擬網絡計算(VNC)和Wi-Fi，動畫可在操作員的智能手機或平板電腦上運行，并在需要的情況下走查整條生產線，并連接到交互式故障排除輔助工具。

通過VNC和Wi-Fi，動畫可在操作員的智能手機或平板電腦上運行，以提供作業指導或幫助進行故障排除。這一過程稱為“自主維護”。其意味著維護技術員無需取回自動化生產線上的機器，因為即使是缺乏經驗的操作員也可自行處理問題，并可克服語言和讀寫障礙。

當然，如果自動化生產線上的問題無法解決，則控制器將通過工業物聯網向值班的維護技術員發送信息，針對他或她所執行的操作提供建議，識別存在故障的部件并提交訂購單，采購一個新部件。與此同時，故障也會被好好記錄下來，并上報管理部門、機器制造商和組件供應商。

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