隨著科技不斷進(jìn)步，工業(yè) 4.0 的潛力日益得到釋放。在此背景下，工廠運(yùn)營者正加大資源投入，大力發(fā)展智能工廠，提高運(yùn)營效率。事實(shí)上，最近一項(xiàng)研究表明，到 2026 年，全球智能工廠市場規(guī)模較 2021 年預(yù)計(jì)將增長 9.33%。不過，要想享受工廠智能化的紅利，運(yùn)營者首先要全面掌控生產(chǎn)車間的狀態(tài)。這意味著要在生產(chǎn)線上部署更多的傳感器和系統(tǒng)，以便工程師收集充足信息，開展分析，最終制定合理的智能化方案，提升工廠效率。
要建立對生產(chǎn)線狀態(tài)的全局認(rèn)知，需要收集不同類型的信息。例如生產(chǎn)線的生產(chǎn)狀態(tài)，這一信息反映了生產(chǎn)線的運(yùn)行情況，從中可以看出是否存在或者可能出現(xiàn)積壓現(xiàn)象。實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過程，有助于更好地消除停機(jī)隱患，提高生產(chǎn)率。跟蹤機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)，可助您合理安排維護(hù)任務(wù)，減少意外事故。此外，在生產(chǎn)線上增設(shè)溫度和濕度傳感器，可最大限度避免生產(chǎn)活動(dòng)因環(huán)境因素而中斷。
在打造完美智能工廠應(yīng)用的過程中，無論您想收集何種信息，都需要在生產(chǎn)線和控制中心之間建立順暢穩(wěn)定的連接，而這為工程師提出了巨大挑戰(zhàn)。如果遠(yuǎn)程站點(diǎn)和控制中心之間缺乏可靠的連接和網(wǎng)絡(luò)保障，工廠運(yùn)營者就無法完整獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，也就無從統(tǒng)籌規(guī)劃，優(yōu)化運(yùn)營效率。那么，如何才能在生產(chǎn)線中建立可靠的連接？以下建議供您參考：
詳細(xì)評估連接需求
為生產(chǎn)線創(chuàng)建連接時(shí)，首先要了解您的現(xiàn)場設(shè)備使用何種通訊接口和協(xié)議，以及設(shè)備的配套系統(tǒng)是什么。初期階段，您通常會遇到以下三種情況。
● 從傳統(tǒng)設(shè)備獲取運(yùn)營信息。傳統(tǒng)設(shè)備一般專為您的生產(chǎn)需求設(shè)計(jì)，可靠性高，使用時(shí)間長，但其中通常沒有網(wǎng)絡(luò)接口，或只具備串口等傳統(tǒng)通訊接口。面對這種情況，可以考慮使用傳感器來采集不具備任何通訊能力的設(shè)備中的生產(chǎn)信息，或使用串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)解決方案，從傳統(tǒng)設(shè)備中獲取數(shù)據(jù)。
● 在控制中心監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)。 生產(chǎn)線通常由工程師借助現(xiàn)場 PLC 和 HMI 進(jìn)行控制。若要使用中央系統(tǒng)監(jiān)測和控制生產(chǎn)線，就必須在中央系統(tǒng)和現(xiàn)場 PLC 及 HMI 之間建立通訊連接。然而，機(jī)器供應(yīng)商常用的通訊協(xié)議可能與 SCADA 系統(tǒng)并不兼容。這種情況下，就需要采用協(xié)議轉(zhuǎn)換解決方案，為 SCADA 系統(tǒng)與現(xiàn)場 PLC 及 HMI 建立通訊。
● 盡可能減小環(huán)境影響。 監(jiān)測環(huán)境參數(shù)的傳感器種類繁多，包括溫度、濕度、氣壓等傳感器。這些傳感器帶有多個(gè) I/O 接口，您需要采用能夠輕松收集信息的遠(yuǎn)程 I/O 解決方案。此外，請注意，遠(yuǎn)程 I/O 解決方案的協(xié)議必須與 SCADA 系統(tǒng)兼容。
無論遇到以上哪種情況，要想順利采集數(shù)據(jù)，提升運(yùn)營效率，就一定會產(chǎn)生一系列連接需求。您應(yīng)仔細(xì)評估所有可用的連接方案，謹(jǐn)慎挑選，確保您的設(shè)備和系統(tǒng)之間連接穩(wěn)定，且維護(hù)負(fù)擔(dān)小。
部署可靠靈活的實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)
智能化生產(chǎn)線對網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)顯示提出了更高的要求。規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)通訊時(shí)，您需要仔細(xì)評估傳輸帶寬、網(wǎng)絡(luò)控制能力，以及每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是否易于管理。首先，您要計(jì)算網(wǎng)絡(luò)帶寬需求。聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)線通常會增設(shè)傳感器和系統(tǒng)，因此產(chǎn)生更多數(shù)據(jù)。這些海量數(shù)據(jù)不僅需要足夠的傳輸帶寬，還需要網(wǎng)絡(luò)冗余，避免因意外斷網(wǎng)而出現(xiàn)丟包。
其次，您的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要支持現(xiàn)場和控制中心的通訊協(xié)議，以便工程師實(shí)時(shí)監(jiān)控并采取相關(guān)操作。此外，如果您要部署自適應(yīng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)，或生產(chǎn)線上有時(shí)間關(guān)鍵型流程，那么您可以考慮采用時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) (TSN) 技術(shù)部署網(wǎng)絡(luò)，該標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)通用基礎(chǔ)設(shè)施能適時(shí)將您的指令傳送至正確地點(diǎn)。
最后，部署大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備勢必會帶來大量的安裝和維護(hù)工作。您應(yīng)該做好規(guī)劃，找到能夠簡化網(wǎng)絡(luò)部署管理的高效方案。
網(wǎng)絡(luò)威脅不容忽視
近年來，針對工業(yè)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)攻擊越來越多，網(wǎng)絡(luò)安全比以往任何時(shí)候都更加重要。事實(shí)上，最近一項(xiàng)調(diào)查顯示，40% 的制造商都表示過去一年曾遭遇網(wǎng)絡(luò)安全事故，運(yùn)營活動(dòng)受到影響。威脅無處不在，形式多種多樣，包括未經(jīng)授權(quán)的訪問、無保障程序，以及可能導(dǎo)致生產(chǎn)線中斷的拒絕服務(wù)攻擊。為減少安全隱患，首先要查明聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安全級別。如果您使用的是“安全始于設(shè)計(jì)”的產(chǎn)品，可使用檢查清單來核驗(yàn)產(chǎn)品是否安全。此外，我們建議您務(wù)必執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)分區(qū)，如此一來，就算真的遇到網(wǎng)絡(luò)攻擊，威脅擴(kuò)散的速度也會較慢。最后，請務(wù)必謹(jǐn)記，安全并非一日之功，而要持之以恒。您要時(shí)常監(jiān)控設(shè)備和安全狀態(tài)，定期進(jìn)行漏洞掃描，才能掌握主動(dòng)權(quán)，實(shí)現(xiàn)未雨綢繆。