通過數字和模擬I/O進行配置模塊化PLC

工業(yè)物聯(lián)網 (IIoT) 是智能制造或工業(yè) 4.0（第四次工業(yè)革命）的關鍵促進因素，可有效整合自動化與大數據，從而提高生產率、減少浪費和能耗，以及增強工廠靈活性。

智能制造和 IIoT 讓企業(yè)能夠提高生產率，延長設備正常運行時間并提升產品質量等關鍵績效指標。企業(yè)可能想要抓住機遇，但對于如何開展變革，同時避免引發(fā)無法接受的破壞或浪費現有設備投資的問題，卻沒有把握。目前使用的機械意味著一大筆資金投入，因此所有者可能不愿再進行大規(guī)模更換或可能涉及 PLC 等重新編程控制器的升級項目。PLC 程序可能會非常復雜，即使掌握的相關知識足以成功修改當前程序，PLC 本身也可能缺乏用于支持額外功能的其他資源。

將智能引入現有工廠

為了解決這些問題，有些企業(yè)探索了各種方法，旨在將網絡連接作為附加功能引入現有設備。這樣做有助于降低智能制造的入門成本，特別是對于已安裝設備可能包含大量傳感器（用于基本流程控制）的情況。雖然能夠收集到豐富的數據，但缺少外部連接讓企業(yè)無法將其價值發(fā)揮到極致。

工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟 (IIC) 已經發(fā)布智能制造連接測試平臺，這為提取一般情況下通過 I/O 模塊流到 PLC 的數據提供了解決方案。該測試平臺以網關代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 I/O 模塊，這種網關采用行業(yè)標準的 OPC 統(tǒng)一架構協(xié)議，可將數據通過另一條通信通道發(fā)送到 IT 系統(tǒng)。IIC 方案采用開放的通信標準和通用設備模型，讓用戶能夠通過 IT 系統(tǒng)配置和控制傳感器。

連接機器，連接網絡

Panasonic FP7 雙用途 PLC 旨在讓企業(yè)能夠將 IoT 功能作為附加功能引入現有自動化系統(tǒng)?？刂破骶哂刑幚砣魏螀f(xié)議的功能，其中包括以太網/IP、Modbus（RTU 和 TCP）、Profibus 等協(xié)議，這讓控制器能夠從已安裝的 PLC 收集信息（圖 1）。

圖 1： 雙重用途控制器可從現有 PLC 收集信息，并實現遠程安全訪問。

內置 Web 服務器讓用戶能夠使用常規(guī)設備（如移動或桌面 PC）上的瀏覽器查看數據。儀表板可使用基于 PC 的生成器工具進行定制，可以通過拖放操作選擇和放置元器件（例如開關、燈和儀表），還可通過選擇屬性來快速輕松地進行設置（圖 2）。FP7 也可支持電子郵件提醒功能，適用于發(fā)送狀態(tài)更新、事件提醒功能，或者刻不容緩的特殊情況。

圖 2： 圖形生成工具為設計可清晰顯示所收集數據的儀表板提供支持。

通過將數據從現有控制器傳送到帶有瀏覽器的智能手機或 PC 等設備（圖 3），FP7 提供了簡單易用的低成本入門產品，助力生產商探索 IoT 開展智能制造實踐的能力。FP7 圖形生成工具的添加不會導致重大影響，這款工具可連接到多種自動化控制器（PLC 或其他以太網兼容設備），還能夠同時顯示多達 16 個控制器的數據。除此之外，還可同時連接到多臺 PC。

圖 3： 這些數據可使用任何帶有 Web 瀏覽器的設備進行訪問。

收集的數據可在設備上進行安全存儲和管理，并且控制器代碼和數據寄存器的靈活共享功能可最大程度地利用可用存儲空間，從而不必購買更多昂貴的存儲器。另一方面，收集的數據也可以傳輸到 PC 等其他媒體，或者通過與安全套接層 (SSL) 兼容的安全通信方式傳輸到 FTP 客戶端或外部 LAN 中的 Web 服務器。這使得生產線檢測數據等眾多生產線數據可以在服務器上儲存，并可隨時對其進行檢查。另外，FP7 還可從外部設備讀回數據。

如果采用這種方法進行 IoT 連接和基于瀏覽器的過程管理，企業(yè)可以使用 FP7 將獲取的數據傳輸到基于云的分析應用，從而能夠擴展其智能制造。

作為可通過各種數字和模擬 I/O 進行配置的模塊化 PLC，FP7 還支持向系統(tǒng)新增傳感器，以提供更多關于受監(jiān)測過程或設備的詳細信息。其他模塊包括定位裝置、高速計數器、脈沖輸出裝置，以及遠程 I/O。這為智能制造提供了一種可擴展方法，讓用戶在開發(fā)適合自己的長期策略之前，先以最小風險體驗 IoT 的能力。

總結

從提高制造生產率和業(yè)績層面而言，智能制造的優(yōu)勢顯而易見。然而，智能制造也面臨著艱難的挑戰(zhàn)，包括在保證成本效益的情況下實現智能制造，開發(fā)可擴展策略以及應對傳統(tǒng)設備的技術性限制。各項研究（如 IIC 的連接測試平臺）已經證實，現有工廠需要的是在最小程度改變傳統(tǒng)設備的情況下新增智能制造的能力。Panasonic FP7 等雙用途 PLC 為此提供了實用的解決方案，可以更充分利用從未連接的自動化設備獲取的現有數據。