2012年里脫穎而出的自動化控制技術(shù)
2012/4/23 11:56:21
2012年，復(fù)雜的國際形勢為全球的工業(yè)發(fā)展帶來了頗多變數(shù)，諸多制造業(yè)企業(yè)已經(jīng)開始選擇在能源效率以及安全領(lǐng)域加大投入，同時(shí)，對于工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的自動化與控制的新技術(shù)也普遍抱有積極的態(tài)度。那么，在這樣的形勢下，企業(yè)可以通過哪些自動化技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)既定的戰(zhàn)略目標(biāo)？自動化企業(yè)要在哪些技術(shù)層面給予用戶最有力的支持？2012年，到底會有哪些自動化與控制技術(shù)脫穎而出？
以太網(wǎng)
以太網(wǎng)的使用將會繼續(xù)增加在安全性能、運(yùn)動和能源方面的協(xié)議。另外一個(gè)增長點(diǎn)是帶有標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP連接和工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議連接的控制器。TCP/IP連接用來與企業(yè)層面的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行直接的信息通訊。
信息杠桿
近年來，越來越多的用戶與供應(yīng)商開始使用運(yùn)算的功能來創(chuàng)建具有可行性的信息。在某些案例中，用到了先進(jìn)控制。
信息協(xié)同
這個(gè)概念剛剛興起，企業(yè)層面與自動化系統(tǒng)之間的工作流程軟件的集成就是一個(gè)例子。
改造和升級
幾乎每一個(gè)自動化供應(yīng)商都擁有一套布線系統(tǒng)，有一些可以為用戶提供從舊系統(tǒng)到新系統(tǒng)的軟件轉(zhuǎn)換程序，保留現(xiàn)存的傳感器的布線。保留系統(tǒng)不做更改，但是卻能增加許多新的功能，這讓許多用戶開始從中看到了更多的價(jià)值。這些較老的系統(tǒng)的上層軟件插件用來增加財(cái)產(chǎn)管理、先進(jìn)控制和其他功能。在已有系統(tǒng)的底端加入新的控制器、傳感器和無線傳感器方面，網(wǎng)關(guān)越來越受歡迎。這樣，舊系統(tǒng)中的I/O硬件、控制器與傳感器的壽命將比原來設(shè)想的要多出10年。
遠(yuǎn)程監(jiān)控
為了彌補(bǔ)專業(yè)人士資源的不斷縮水，遠(yuǎn)程監(jiān)控近年來增長迅猛，這一領(lǐng)域也取得了長足的發(fā)展。在2011年，基金會現(xiàn)場總線提出了遠(yuǎn)程操作管理(ROM)的解決方案，尤其對于過程自動化領(lǐng)域來說，這提供了一種單獨(dú)的集成基礎(chǔ)設(shè)施的建造模式。由于隨時(shí)可用、易于部署，手機(jī)技術(shù)越來越頻繁地用于移動監(jiān)控領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)安全也成為了遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域的重要問題。
移動操作員設(shè)備
在過去的一年中，iPad以及其他平板電腦增勢迅猛。使用者都認(rèn)為這是一個(gè)“傻瓜式”的應(yīng)用，因?yàn)檫@些設(shè)備幾乎不需要軟件的更改，同時(shí)，設(shè)備的價(jià)格也很低廉。
虛擬化技術(shù)
由于易于部署的特性，以及提升產(chǎn)能、降低能耗的優(yōu)勢，使用者已經(jīng)開始逐漸接受虛擬化的技術(shù)。我越來越頻繁地聽到一些自動化供應(yīng)商的議論，他們并不急于使用軟件來實(shí)現(xiàn)虛擬化技術(shù)，但這并不能阻礙虛擬化的發(fā)展，因?yàn)镮T部門已經(jīng)逐漸了解虛擬化并認(rèn)為這對他們起到了很大的作用。
企業(yè)級自動化系統(tǒng)
許多供應(yīng)商已經(jīng)能夠提供真正的集成軟件解決方案，盡管如此，大多數(shù)的供應(yīng)商仍然采用松散耦合軟件的應(yīng)用，并不愿意采用緊密的企業(yè)級控制系統(tǒng)。
能源
目前，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)，包括無線疏水閥檢測器、靈活的燃燒控制以及節(jié)能電機(jī)等產(chǎn)品紛紛上市。這一系列產(chǎn)品直接用來節(jié)約能源，而并不是簡單的用作審計(jì)。
增加了PROFIenergy技術(shù)的Profinet提供了一個(gè)框架，這個(gè)框架實(shí)現(xiàn)了積極的能源管理自動化以及控制策略。因?yàn)樗呀?jīng)在能源管理以及電力需求方面起到了核心的作用，我希望有更多類似的設(shè)計(jì)實(shí)施，使其架構(gòu)逐步開放。
原材料優(yōu)化
這仍然是個(gè)新興的領(lǐng)域，因?yàn)橹挥幸恍〔糠止静捎孟冗M(jìn)控制來增加能效。大部分公司采用了這些技術(shù)，但是不允許這些成功的案例刊登出版，因?yàn)樗麄儗⑦@些技術(shù)看做競爭的一大優(yōu)勢。
信息安全
網(wǎng)絡(luò)安全問題就像機(jī)場安檢一樣，看起來總是和諸多解決方案和發(fā)展共存。ISASecure專注于自動化行業(yè)，在2011年發(fā)展迅猛，現(xiàn)在也已經(jīng)有通過ISASecure標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。ISASecure在識別和生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品方面，以及工業(yè)自動化供應(yīng)商與操作現(xiàn)場，都提供了標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了設(shè)備、系統(tǒng)、供應(yīng)商實(shí)踐以及用戶使用這些方面的內(nèi)容。
無線技術(shù)
無線技術(shù)將會繼續(xù)擴(kuò)張式的發(fā)展，其中兩種發(fā)展趨勢十分突出。
中國的工業(yè)傳感器無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)——WIA-PA(IEC62601)，基于802.15.4，達(dá)到了IEC標(biāo)準(zhǔn)，并有望成為中國國家標(biāo)準(zhǔn)。這一發(fā)展態(tài)勢讓W(xué)irelessHART與ISA100的陣營都很吃驚。在自動化與控制技術(shù)領(lǐng)域，中國是一個(gè)快速增長的區(qū)域，根據(jù)中國的市場容量，有推斷指出，WIA-PA將只能在中國使用。我并不同意這樣的觀點(diǎn)，我堅(jiān)信經(jīng)過時(shí)間的檢驗(yàn)，該標(biāo)準(zhǔn)很有可能會被廣泛采用，屆時(shí)也將有相應(yīng)的產(chǎn)品從中國出口。同時(shí)，我認(rèn)為WIA-PA將會在900MHz以及更低的范圍內(nèi)推出相應(yīng)的解決方案，在通過墻壁以及其他障礙物的時(shí)候可以有更強(qiáng)的信號通過率。
無線傳感反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)(WSAN)被指定為一種無線網(wǎng)絡(luò)的解決方案，是為包括接近傳感器、擋光板、先導(dǎo)裝置、氣動/液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和I/O模塊等離散裝置而設(shè)置的。WSAN規(guī)范目前已經(jīng)完成，并且正在審閱中。這是由無線協(xié)作組織(WCT)(由基金會現(xiàn)場總線、HART通信組織、PNO組織組成)推出的，WCT的意圖在于發(fā)展一種接口規(guī)范和遵守準(zhǔn)則，這樣就可以將全球的已被接受的無線解決方案整合到HART、基金會現(xiàn)場總線、Profibus和Profinet通信網(wǎng)絡(luò)之中。統(tǒng)一的接口使得自動化的最終用戶更易于操作，這樣在離散型應(yīng)用領(lǐng)域中展開無線技術(shù)將更有優(yōu)勢。
以太網(wǎng)傳感器
這仍在發(fā)展過程中，很有意思的一點(diǎn)是，通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的更小巧的裝置的可用性正逐步成為現(xiàn)實(shí)。舉個(gè)例子來說，在去年，一個(gè)帶有完整IEC61131-3的嵌入式控制器的小型視覺照相機(jī)被證明可以通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信。
以太網(wǎng)
以太網(wǎng)的使用將會繼續(xù)增加在安全性能、運(yùn)動和能源方面的協(xié)議。另外一個(gè)增長點(diǎn)是帶有標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP連接和工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議連接的控制器。TCP/IP連接用來與企業(yè)層面的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行直接的信息通訊。
信息杠桿
近年來，越來越多的用戶與供應(yīng)商開始使用運(yùn)算的功能來創(chuàng)建具有可行性的信息。在某些案例中，用到了先進(jìn)控制。
信息協(xié)同
這個(gè)概念剛剛興起，企業(yè)層面與自動化系統(tǒng)之間的工作流程軟件的集成就是一個(gè)例子。
改造和升級
幾乎每一個(gè)自動化供應(yīng)商都擁有一套布線系統(tǒng)，有一些可以為用戶提供從舊系統(tǒng)到新系統(tǒng)的軟件轉(zhuǎn)換程序，保留現(xiàn)存的傳感器的布線。保留系統(tǒng)不做更改，但是卻能增加許多新的功能，這讓許多用戶開始從中看到了更多的價(jià)值。這些較老的系統(tǒng)的上層軟件插件用來增加財(cái)產(chǎn)管理、先進(jìn)控制和其他功能。在已有系統(tǒng)的底端加入新的控制器、傳感器和無線傳感器方面，網(wǎng)關(guān)越來越受歡迎。這樣，舊系統(tǒng)中的I/O硬件、控制器與傳感器的壽命將比原來設(shè)想的要多出10年。
遠(yuǎn)程監(jiān)控
為了彌補(bǔ)專業(yè)人士資源的不斷縮水，遠(yuǎn)程監(jiān)控近年來增長迅猛，這一領(lǐng)域也取得了長足的發(fā)展。在2011年，基金會現(xiàn)場總線提出了遠(yuǎn)程操作管理(ROM)的解決方案，尤其對于過程自動化領(lǐng)域來說，這提供了一種單獨(dú)的集成基礎(chǔ)設(shè)施的建造模式。由于隨時(shí)可用、易于部署，手機(jī)技術(shù)越來越頻繁地用于移動監(jiān)控領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)安全也成為了遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域的重要問題。
移動操作員設(shè)備
在過去的一年中，iPad以及其他平板電腦增勢迅猛。使用者都認(rèn)為這是一個(gè)“傻瓜式”的應(yīng)用，因?yàn)檫@些設(shè)備幾乎不需要軟件的更改，同時(shí)，設(shè)備的價(jià)格也很低廉。
虛擬化技術(shù)
由于易于部署的特性，以及提升產(chǎn)能、降低能耗的優(yōu)勢，使用者已經(jīng)開始逐漸接受虛擬化的技術(shù)。我越來越頻繁地聽到一些自動化供應(yīng)商的議論，他們并不急于使用軟件來實(shí)現(xiàn)虛擬化技術(shù)，但這并不能阻礙虛擬化的發(fā)展，因?yàn)镮T部門已經(jīng)逐漸了解虛擬化并認(rèn)為這對他們起到了很大的作用。
企業(yè)級自動化系統(tǒng)
許多供應(yīng)商已經(jīng)能夠提供真正的集成軟件解決方案，盡管如此，大多數(shù)的供應(yīng)商仍然采用松散耦合軟件的應(yīng)用，并不愿意采用緊密的企業(yè)級控制系統(tǒng)。
能源
目前，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)，包括無線疏水閥檢測器、靈活的燃燒控制以及節(jié)能電機(jī)等產(chǎn)品紛紛上市。這一系列產(chǎn)品直接用來節(jié)約能源，而并不是簡單的用作審計(jì)。
增加了PROFIenergy技術(shù)的Profinet提供了一個(gè)框架，這個(gè)框架實(shí)現(xiàn)了積極的能源管理自動化以及控制策略。因?yàn)樗呀?jīng)在能源管理以及電力需求方面起到了核心的作用，我希望有更多類似的設(shè)計(jì)實(shí)施，使其架構(gòu)逐步開放。
原材料優(yōu)化
這仍然是個(gè)新興的領(lǐng)域，因?yàn)橹挥幸恍〔糠止静捎孟冗M(jìn)控制來增加能效。大部分公司采用了這些技術(shù)，但是不允許這些成功的案例刊登出版，因?yàn)樗麄儗⑦@些技術(shù)看做競爭的一大優(yōu)勢。
信息安全
網(wǎng)絡(luò)安全問題就像機(jī)場安檢一樣，看起來總是和諸多解決方案和發(fā)展共存。ISASecure專注于自動化行業(yè)，在2011年發(fā)展迅猛，現(xiàn)在也已經(jīng)有通過ISASecure標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。ISASecure在識別和生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品方面，以及工業(yè)自動化供應(yīng)商與操作現(xiàn)場，都提供了標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了設(shè)備、系統(tǒng)、供應(yīng)商實(shí)踐以及用戶使用這些方面的內(nèi)容。
無線技術(shù)
無線技術(shù)將會繼續(xù)擴(kuò)張式的發(fā)展，其中兩種發(fā)展趨勢十分突出。
中國的工業(yè)傳感器無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)——WIA-PA(IEC62601)，基于802.15.4，達(dá)到了IEC標(biāo)準(zhǔn)，并有望成為中國國家標(biāo)準(zhǔn)。這一發(fā)展態(tài)勢讓W(xué)irelessHART與ISA100的陣營都很吃驚。在自動化與控制技術(shù)領(lǐng)域，中國是一個(gè)快速增長的區(qū)域，根據(jù)中國的市場容量，有推斷指出，WIA-PA將只能在中國使用。我并不同意這樣的觀點(diǎn)，我堅(jiān)信經(jīng)過時(shí)間的檢驗(yàn)，該標(biāo)準(zhǔn)很有可能會被廣泛采用，屆時(shí)也將有相應(yīng)的產(chǎn)品從中國出口。同時(shí)，我認(rèn)為WIA-PA將會在900MHz以及更低的范圍內(nèi)推出相應(yīng)的解決方案，在通過墻壁以及其他障礙物的時(shí)候可以有更強(qiáng)的信號通過率。
無線傳感反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)(WSAN)被指定為一種無線網(wǎng)絡(luò)的解決方案，是為包括接近傳感器、擋光板、先導(dǎo)裝置、氣動/液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和I/O模塊等離散裝置而設(shè)置的。WSAN規(guī)范目前已經(jīng)完成，并且正在審閱中。這是由無線協(xié)作組織(WCT)(由基金會現(xiàn)場總線、HART通信組織、PNO組織組成)推出的，WCT的意圖在于發(fā)展一種接口規(guī)范和遵守準(zhǔn)則，這樣就可以將全球的已被接受的無線解決方案整合到HART、基金會現(xiàn)場總線、Profibus和Profinet通信網(wǎng)絡(luò)之中。統(tǒng)一的接口使得自動化的最終用戶更易于操作，這樣在離散型應(yīng)用領(lǐng)域中展開無線技術(shù)將更有優(yōu)勢。
以太網(wǎng)傳感器
這仍在發(fā)展過程中，很有意思的一點(diǎn)是，通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的更小巧的裝置的可用性正逐步成為現(xiàn)實(shí)。舉個(gè)例子來說，在去年，一個(gè)帶有完整IEC61131-3的嵌入式控制器的小型視覺照相機(jī)被證明可以通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信。
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