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簡化自動化系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)發(fā)展變化

作者：admin  來源：本站  發(fā)表時間：2012/12/13 10:15:30  點(diǎn)擊：2305

自動化行業(yè)已經(jīng)發(fā)展多年，使其集中在一個5層的分層結(jié)構(gòu)。但是新技術(shù)簡化這個模型，消除層，提高性能，降低軟件維護(hù)成本。一種常用的架構(gòu)模型來定義制造運(yùn)營管理是五普渡參考模型(PRM)，后來形成了ISA-95標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。該模型通常表示為：

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(jīng)營單位的級別

第2級-機(jī)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(jié)構(gòu)，在通用計算機(jī)上運(yùn)行的軟件在級別2，3，4，和5。2，第3和第4級數(shù)據(jù)庫和通信接口，緩沖，和每一級之間的信息同步到相關(guān)的人機(jī)界面和用戶界面。計算成本和網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，決定了此配置基于過去的技術(shù)。然而，多層次的計算模型是復(fù)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。幸運(yùn)的是，這種模式正在發(fā)生變化，使一個更為高效和流暢的自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。在新模式中，控制器可以溝通信息，各級直接使用適當(dāng)?shù)姆椒ê蛥f(xié)議。

以太網(wǎng)通信已成為工業(yè)自動化協(xié)議和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高速和普遍使用的技術(shù)。更多的控制器支持多個以太網(wǎng)端口直接與存在于整個工業(yè)廠房的工業(yè)和商業(yè)網(wǎng)絡(luò)。歷史學(xué)家，分析，實(shí)時維護(hù)和監(jiān)控等功能，現(xiàn)在被納入控制器。這簡化了這些功能的應(yīng)用程序，并消除了2級和3級軟件的成本，復(fù)雜性，性能阻力，以及持續(xù)的軟件維護(hù)。更強(qiáng)大的控制器和通信使控制器之間的協(xié)調(diào)，而不需要一臺單獨(dú)的計算機(jī)，以及協(xié)調(diào)他們的。一個很好的例子是控制器，包含完整的ISA88批處理功能，即只接收批量訂單，并執(zhí)行它們，從而提高了生產(chǎn)吞吐量和響應(yīng)。

物聯(lián)網(wǎng)

“物聯(lián)網(wǎng)”成為現(xiàn)實(shí)的傳感器和執(zhí)行器嵌入在物理對象-從公路到心臟起搏器-和聯(lián)系，通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)，利用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)。工業(yè)控制器也開始順應(yīng)這一趨勢提供數(shù)據(jù)細(xì)化，當(dāng)?shù)氐臍v史學(xué)家，分析，在源端設(shè)備和先進(jìn)的控制。現(xiàn)代控制器進(jìn)行通信的系統(tǒng)使用“IP管道”是很普遍的制造工廠，包括發(fā)送電子郵件，F(xiàn)TP文件的能力，各級，提供WEB頁面。開放的通訊，支持使用XML，SOAP，SNMP和OPCUA。

新品種

在過去的十年里發(fā)生了巨大的技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)，開始將部署在級別0和1級設(shè)備。這些器件集成了功能強(qiáng)大的新的CPU芯片，以簡化自動化架構(gòu)。是由大批量的生產(chǎn)的智能手機(jī)和平板電腦的迅速增加，電源，內(nèi)存和通訊集成在CPU芯片與相關(guān)降低成本。在2008年超過10億美元，其中約98％的嵌入式設(shè)備中的CPU制造。在2010年接管1.39億手機(jī)的出貨量。手機(jī)反映這一變化開始于1983年，第一個手持手機(jī)。摩托羅拉DynaTAC8000X是13×1.75×3.5英寸大小，重達(dá)1¾磅，提供30分鐘的通話時間和8小時的待機(jī)功耗，并售出的零售價為3995美元在2012美元($9,281.84)。現(xiàn)在智能手機(jī)的一小部分成本，并提供顯著更多的權(quán)力。工業(yè)控制器和嵌入式工業(yè)終端設(shè)備的新品種，把這個權(quán)力，并添加新的特性，包括嵌入式Web服務(wù)器，電子郵件客戶端和Web服務(wù)。這些功能使這些0級和1個4級和5個系統(tǒng)設(shè)備直接溝通。這是常見的，現(xiàn)在看到的雙核心CPU的控制器和一些公司已經(jīng)宣布基于四核控制器。例如，新的英特爾多核Atom處理器開始被納入工業(yè)控制器。這些更強(qiáng)大的工業(yè)控制器成為自動化的計算引擎，也開始崩潰典型的5級模型和自動化系統(tǒng)更加靈活和響應(yīng)。

自動化軟件

成立更高層次的功能強(qiáng)大的工業(yè)控制器直接進(jìn)入這些新品種的開始，無需中間層次的軟件。中間層次的軟件和計算機(jī)已達(dá)到其目的的緩沖，同步，翻譯和改進(jìn)傳感器和控制器的信息。但是他們也創(chuàng)作了大量的中等水平的計算機(jī)，數(shù)據(jù)庫，軟件，價格昂貴，難以維持。臨時解決方案是遷移到更強(qiáng)大的計算機(jī)和現(xiàn)有的中等水平的虛擬化軟件。這種遷移和虛擬化提高了性能和集中的軟件維護(hù)和配置控制。隨著時間的推移，這個中間層次的軟件功能正在采取新的更強(qiáng)大的控制器。

整體與自適應(yīng)

在終端設(shè)備的通信和計算新的高度開放的可能性，為全面和適應(yīng)自動化，以提高效率。在步驟的“互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)”的趨勢，這是一個合乎邏輯的演進(jìn)和將導(dǎo)致反應(yīng)更靈敏，高效的生產(chǎn)。

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