2013年自動化與控制技術發(fā)展趨勢

作者：admin  來源：本站  發(fā)表時間：2013/1/21 9:03:01  點擊：2060

企業(yè)自動化系統(tǒng)

任何合理的規(guī)模是不可能的工業(yè)廠房安裝有一個單一的控制系統(tǒng)體系結構的趨勢是有一個軟件平臺，統(tǒng)一運營和信息流，以改善決策，提高靈活性，降低風險，提高生產效率。這是將要完成更多的時候選擇了一個統(tǒng)一的軟件架構由一個供應商提供的。這些平臺是基于一個開放的軟件架構，該架構包含一個高性能的實時數(shù)據(jù)庫，支持各種行業(yè)標準，包括OPC，OPCUA，B2MML，多個本機的協(xié)議驅動程序，ERP接口，和數(shù)據(jù)庫接口。成功的關鍵是集成第三方的應用軟件使用開放標準的軟件平臺，可以很容易地配置為應用程序，而無需定制軟件。企業(yè)自動化軟件才剛剛開始，出現(xiàn)了大量的炒作與許多供應商聲稱有一個集成的產品。現(xiàn)實的情況是，大多數(shù)的供應商仍然松散耦合的軟件應用程序，不使一個有凝聚力的企業(yè)管理制度。用戶需要認真評估產品，選擇一個合法的綜合性企業(yè)軟件解決方案。

折疊架構

新技術可能需要創(chuàng)建流線型的2-3層自動化系統(tǒng)，以提高性能和降低軟件維護成本。五個層系統(tǒng)模型已集中于自動化行業(yè)已多年通常表示在5級普渡模型，這是一個顯著的簡化。

5級-商業(yè)系統(tǒng)

等級4-電廠廠級的企業(yè)資源計劃(ERP，MRP，MES)

等級3-經營單位的級別

第2級-機器/過程自動化水平

等級1-控制器級別

0級-傳感器/執(zhí)行器

現(xiàn)有的自動化系統(tǒng)普遍反映這種體系結構，在通用計算機上運行的軟件在級別2，3，4，和5。級別2，3和4的設備一般包括一個數(shù)據(jù)庫和通信接口，除了相關的HMI和其他接口緩沖和每一級之間的信息同步。從歷史上看，計算成本和網絡帶寬的限制，決定了此配置。然而，這種多層次，多計算模型是復雜的，并創(chuàng)造了大量的成本，持續(xù)配置的控制和生命周期投資。在新模式中，的控制器信息傳達給各級直接從0級和1到4級和5使用適當?shù)膮f(xié)議，特別是WEB服務。

自動化計算引擎(ACE)

更強大的控制器，自動化的計算引擎(ACE)，第2級，第3和4個功能嵌入未來的市場上，這將繼續(xù)加快，使崩潰的自動化架構。這個品種有雙核和四核 CPU，是自動化控制和計算引擎，使他們在工廠車間，包括嵌入式歷史學家，分析，報警管理，設備診斷，先進控制優(yōu)化擴展的企業(yè)系統(tǒng)的功能，并規(guī)則引擎。這些強大的設備，完善的信息源在車間進行有意義的數(shù)據(jù)。摻入更高層次的功能直接傳送到這些新的控制器消除了等級2，3及4臺計算機的需要，從而提高了系統(tǒng)的性能，消除瓶頸，消除重復的數(shù)據(jù)庫，簡化的配置控制，并降低軟件維護成本。

OPCUA

OPCUA帶來了開放式計算的行業(yè)標準，使工程師能夠實現(xiàn)數(shù)字化工廠的概念，并提高生產效率。OPCUA技術提供了一種高效，安全的基礎設施，為從傳感器到企業(yè)計算的所有自動化系統(tǒng)，SCADA制造，通訊和過程控制。通過利用國際公認的計算標準，OPCUA將自動化系統(tǒng)的通用計算行業(yè)一個公平的競爭環(huán)境。OPCUA采用了業(yè)界標準的Web服務，這是首選的方法為系統(tǒng)所有網絡設備的通信和交互。萬維網聯(lián)盟(W3C)定義了一個Web服務設計的軟件系統(tǒng)，支持通過網絡互操作的機器對機器的交互�！斑@正是自動化系統(tǒng)的任務。OPCUA的面料被并入控制器，例如，PLCopen的OPCUA功能塊是 IEC61131-3標準，封裝映射的IEC61131-3軟件模型的OPCUA信息模型的擴展�；�于OPCUA服務器提供了一種標準的方式控制器包括控制器，人機界面，MES，LIMS，ERP和其他系統(tǒng)的OPCUA客戶端公開數(shù)據(jù)。

面板免費安裝

我們的目標是消除控制柜，并簡化布線。自動化產品設計理念，以消除需要設備安裝在機柜中開始，IP67和IP20I/O設備支持的工業(yè)網絡協(xié)議。一個完整的IEC61131-3控制器嵌入到IP67和IP20I/O模塊，零件的數(shù)量減少和消除柜是另一個例子。新趨勢更進一步控制器，驅動器，伺服電機，閥門，設備和HMI設備不需要安裝在面板上，從而降低了成本，簡化了安裝和降低維護勞動。

大數(shù)據(jù)-資訊杠桿

在自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的量已經爆炸與監(jiān)測實時數(shù)據(jù)更廣一些。工具來分析這些大的大數(shù)據(jù)集的出現(xiàn)，將用于提高生產力和創(chuàng)新。這一趨勢的加速器是更強大的低成本電腦，無線傳感器，軟件和分析軟件。成本較低的計算能力已經能夠使用先進的分析軟件的操作和提高生產力。這打開了一扇大門，為企業(yè)找到更多的方法來分析，以提高效率。預測性維護是一個很好的例子，用來預測在問題發(fā)生之前，從而避免生產中斷的分析。除了降低停機時間，這也最大限度地利用熟練的維修人員，誰是供不應求。越來越多的用戶和供應商已超越軟件的儀表板使用的功率計算，以創(chuàng)建先進的控制和自動化。此外，先進的分析可以大大提高決策改進和完善的制造工藝。

改造和升級

改造和升級的機會是巨大的，將持續(xù)數(shù)年。ARC咨詢集團估計，$65十億價值的過程自動化系統(tǒng)已接近其使用壽命結束。至少為22億美元，這些系統(tǒng)安裝在北美地區(qū)，其中大部分是20歲以上。在美國和歐洲制造商更容易保持現(xiàn)有的系統(tǒng)和增加新的特性和功能，以節(jié)省資金。幾乎所有的自動化供應商有一個布線系統(tǒng)則提供了一個軟件轉換程序，將客戶從舊系統(tǒng)到新的，保留現(xiàn)有的傳感器接線。在離開系統(tǒng)和錨桿支護新的功能，許多用戶看到更多的價值。在這些舊系統(tǒng)的頂端附加軟件是用來增加資產的管理，先進控制等功能。網關已成為非常受歡迎的底端到現(xiàn)有的系統(tǒng)增加新的控制器，傳感器和無線傳感器。生活的I/O硬件，控制器和傳感器的舊系統(tǒng)被證明是遠遠超過壽命為10年，最初的設想。在許多情況下，投資于新的，更高效的機器更換舊的生產設備自動化系統(tǒng)更換更高效的投資比。

遠程監(jiān)控

遠程監(jiān)控繼續(xù)增長，改進和精致的硬件和軟件工具。遠程監(jiān)控功能，使萎縮的自動化和控制專家，以幫助解決工廠的問題，沒有旅行的需要，將繼續(xù)變得更加強大。這些工具可以讓專家為他們服務在工廠的現(xiàn)場規(guī)則為基礎的系統(tǒng)，他們的知識制度化。那里是一個嚴重缺乏的知識，經驗和技能的人，這種能力將在有經驗的人，有一個萎縮的發(fā)達國家和發(fā)展中國家的增長。手機技術的不斷提高，正在被越來越經常實施遠程監(jiān)控，因為它是現(xiàn)成的，易于部署。將手機和短信技術的控制器將增長到支持這一趨勢。這方面的發(fā)展將繼續(xù)利用技術，包括互聯(lián)網，云計算，基礎軟件的規(guī)則，IP視頻和音頻通信。

信息安全

將開發(fā)更先進的方法，軟件和硬件，以保護自動化，控制和SCADA系統(tǒng)的網絡安全攻擊。網絡安全已經討論了相當長的一段時間，但它似乎是一個問題，不來的最前沿，直到有重大的災害，如沙特阿美Stuxnet蠕蟲的攻擊消滅了30,000個計算機系統(tǒng)在2012年8月。很可能會有更成功的攻擊，將激勵為提高工業(yè)自動化系統(tǒng)網絡安全的未來�！按笥螒颉痹谖铱磥磉�沒有開始，對手是剛剛開始學習，戳和收集數(shù)據(jù)�；厥捉浀滠娛露窢幍臍v史獲獎者在他們的對手之前發(fā)動重大攻擊的防御，通常能獲得良好的偵察和探測。進一步承載著戰(zhàn)爭的比喻，是典型的運動，許多戰(zhàn)斗。強化工業(yè)以太網網絡可能需要遷移到IPV6，包含了更強的安全性模型，Internet協(xié)議安全(IPsec)，每個IP數(shù)據(jù)包的通信會話，并在每個網絡連接的硬件加密方法進行加密。

一體機設計

的愿景有一個完整的系統(tǒng)的方法來設計產品，機器和生產線作為一個整體的過程中開始出現(xiàn)，并會加快。優(yōu)化，調試，增加產量，提高質量，降低成本的制造過程是建立一條生產線或單臺機器前，軟件設計和建模工具。機及相關自動化于一體的綜合軟件設計環(huán)境，設計，建模與仿真，具有巨大的能力。在這個過程中，工程師可以優(yōu)化能源消耗最低完全機器自動化生成的控制器代碼。開放標準使連接建模軟件自動生成機器人，機床，PLC和其它工業(yè)控制器的控制器代碼。符合PLCopenXML交換標準，例如正在使用的模擬和建模軟件廠商自動生成控制器程序。這些技術的采用，使企業(yè)的競爭的優(yōu)勢，降低成本和風險。為了充分利用這種方法，傳統(tǒng)的筒倉公司必須協(xié)同工作。

機器人

在更廣泛的行業(yè)正在加速機器人的使用成本更低，更靈活的機器人�！爸悄堋睓C器人可以創(chuàng)建集成的機器人視覺系統(tǒng)將識別軟件。此外，機器人變得更簡單的計劃，包括為用戶教機器人執(zhí)行任務的能力。早在去年，國際機器人聯(lián)合會的報告，2011年機器人銷售增長了38%，為一年錄得有史以來的最高水平。最重要的國家是中國，美國和德國的增長39%和51%之間的增長率。兩個最大的市場仍然是日本，其次是韓國。汽車，食品和飲料，金屬，機械等行業(yè)增長高于平均水平的機器人訂單。機器人允許制造商提高了生產效率，可靠性和質量目標的實現(xiàn)。在安全性，靈活性，準確性和易用性的改進，以較低的成本，加速通過。

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