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world of industries 4/2017 (CN)

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world of industries 4/2017 (CN)

作 者 :John

作 者 :John Browett,CLPA 欧 洲 总 经 理 集 成 工 厂 自 动 化 网 络 将 成 为 工 业 4.0 的 关 键 INDUSTRIAL AUTOMATION BEIJING 工 业 4.0 依 赖 于 现 场 设 备 、 生 产 控 制 系 统 、 企 业 级 IT 系 统 等 之 间 的 通 信 整 合 和 优 化 。 关 键 的 挑 战 是 确 保 这 些 截 然 不 同 的 系 统 之 间 无 缝 衔 接 。 随 着 行 业 的 扩 展 , 竞 争 和 全 球 化 愈 演 愈 烈 。 同 时 , 不 同 的 市 场 有 不 同 的 需 求 , 现 代 用 户 也 会 有 更 高 层 次 的 定 制 需 求 , 这 些 , 都 意 味 着 公 司 必 须 能 够 经 济 高 效 的 进 行 更 小 批 量 的 生 产 。。 在 曾 经 大 量 生 产 只 是 一 个 假 设 的 地 方 , 今 天 “ 大 规 模 定 制 ” 在 那 里 正 在 成 为 新 的 常 态 。 这 种 生 产 性 质 的 转 变 , 促 进 了 通 信 基 础 设 施 的 发 展 , 并 在 最 近 几 年 看 出 了 主 要 趋 势 。 在 传 统 的 结 构 中 , 企 业 不 必 担 心 以 全 球 化 方 式 进 行 制 造 。 一 个 工 厂 拥 有 车 间 级 的 控 制 网 络 , 尽 管 有 关 生 产 控 制 的 通 信 网 络 已 经 有 了 新 的 挑 战 , 但 是 全 球 化 加 剧 了 这 种 挑 战 , 所 有 的 生 产 设 备 不 再 集 中 于 一 个 地 区 , 而 是 遍 布 全 球 。 络 和 在 金 字 塔 顶 部 的 一 层 管 理 。 由 于 该 公 司 在 一 个 地 区 开 设 了 多 个 网 站 , 也 许 管 理 职 能 CC-Link IE 是 目 前 唯 一 一 个 提 供 千 兆 的 性 能 , 满 足 工 业 4.0 的 带 宽 需 求 的 开 放 式 工 业 以 太 网 , 它 将 I / O、 安 全 和 请 求 控 制 结 合 在 单 个 网 络 上 , 实 现 了 高 生 产 率 的 解 决 方 案 , 总 体 运 营 成 本 低 。 将 集 中 在 总 部 。 开 放 技 术 网 络 的 实 施 为 了 适 应 这 些 特 点 , 需 要 定 制 的 IT 系 统 开 发 成 本 高 昂 维 护 成 本 高 昂 , 即 使 在 实 施 完 成 之 前 也 会 频 繁 出 现 系 统 过 时 的 现 象 。 因 此 , 显 而 易 见 , 近 年 来 , 基 于 云 服 务 的 相 关 系 统 能 够 显 著 提 高 管 理 效 率 , 并 使 业 务 运 营 更 加 灵 活 。 像 OPC UA 这 样 的 标 准 将 使 管 理 系 统 能 够 更 加 便 捷 的 通 过 云 连 接 到 世 界 上 任 何 地 方 设 备 的 生 产 控 制 系 统 , 将 垂 直 整 合 的 简 单 性 与 固 有 的 系 统 安 全 性 相 结 合 。 高 水 平 的 无 缝 连 接 工 厂 车 间 网 络 也 需 要 加 以 解 决 , 以 确 保 轻 松 集 成 这 些 新 的 垂 直 结 构 。 他 们 需 要 考 虑 到 各 种 因 素 , 例 如 实 时 的 操 作 , 一 致 的 生 产 力 , 有 保 障 的 机 器 安 全 性 和 提 高 的 网 络 安 全 级 别 等 。 由 于 在 频 谱 一 端 的 简 单 传 感 器 和 执 行 器 之 间 的 不 同 层 次 的 通 信 以 及 另 一 端 的 高 级 机 器 控 制 和 对 等 控 制 , 这 些 挑 战 变 得 更 加 困 难 , 且 要 求 跨 越 这 些 不 同 层 次 进 行 无 缝 连 接 。 此 外 , 在 整 个 工 厂 车 间 生 成 的 增 加 的 数 据 也 需 要 在 更 高 层 次 的 企 业 系 统 中 访 问 , 其 重 点 在 于 无 缝 垂 直 网 络 的 集 成 。 只 有 将 这 些 数 据 转 化 为 在 企 业 层 面 上 有 意 义 的 信 息 , 才 能 进 行 相 关 的 生 产 和 业 务 决 策 。 随 着 这 些 商 业 决 策 的 增 加 , 也 必 须 考 虑 到 更 广 泛 的 供 应 链 , 一 方 面 , 将 生 产 能 力 与 原 材 料 的 可 用 性 有 效 地 联 系 在 一 起 , 另 一 方 面 , 这 也 是 客 户 的 要 求 。 22 World of Industries

工 业 通 讯 解 决 关 键 的 业 务 需 求 在 仅 关 注 工 业 4.0 的 要 求 的 情 况 下 , 解 决 所 有 这 些 业 务 和 技 术 挑 战 的 有 效 策 略 , 只 能 无 缝 整 合 不 同 企 业 级 别 的 网 络 构 架 。 大 多 数 网 络 协 议 只 在 不 同 的 网 络 层 次 具 有 一 到 两 个 显 著 优 势 , 而 对 于 在 不 同 层 次 使 用 不 同 网 络 协 议 的 用 户 而 言 , 则 必 须 依 靠 网 关 和 协 议 转 换 器 件 数 据 转 换 并 传 输 到 其 他 网 络 层 次 。 这 显 著 提 高 了 成 本 和 网 络 复 杂 性 , 不 利 于 工 业 4.0 的 有 效 实 施 。 改 进 方 法 之 一 , 就 是 使 用 能 够 跨 越 所 有 网 络 层 次 的 单 一 网 络 协 议 。CC-Link IE 开 放 式 千 兆 工 业 以 太 网 就 是 这 样 一 个 解 决 方 案 , 它 包 含 现 场 网 络 、 控 制 网 络 和 更 高 级 别 的 连 接 。CC- Link IE 所 使 用 的 产 品 和 网 络 系 统 , 能 够 将 分 布 在 网 络 各 个 位 置 的 传 感 器 连 接 起 来 , 并 通 过 位 于 车 间 的 控 制 器 , 无 缝 的 将 数 据 传 输 至 更 高 级 别 的 制 造 执 行 系 统 。 在 工 厂 车 间 ,CC-Link IE Field 通 过 将 设 备 连 接 到 强 大 的 千 兆 以 太 网 , 满 足 了 控 制 、 运 动 控 制 和 功 能 安 全 的 所 有 要 求 。 这 也 是 一 个 面 向 未 来 的 技 术 , 千 兆 带 宽 为 日 益 增 长 的 数 据 密 集 型 操 作 提 供 了 足 够 的 空 间 , 且 不 会 因 此 降 低 性 能 。 最 后 一 点 , 由 于 它 是 一 个 开 放 式 的 标 准 , 众 多 知 名 的 厂 商 提 供 了 支 持 该 技 术 的 产 品 。 对 于 诸 如 不 同 生 产 单 元 中 的 控 制 器 之 间 的 更 高 级 别 的 通 信 ,CC-Link IE Control 提 供 了 更 高 容 量 的 光 纤 骨 干 网 , 也 是 基 于 标 准 的 千 兆 以 太 网 技 术 。 虽 然 实 时 网 络 的 特 点 在 于 高 速 的 循 环 ( 或 同 步 ) 通 信 , 但 其 他 制 造 数 据 ( 如 配 方 控 制 或 报 警 ) 通 常 以 瞬 时 ( 或 异 步 ) 的 方 式 传 送 。 在 传 统 的 网 络 架 构 中 , 设 备 之 间 可 能 互 相 干 扰 , 影 响 整 体 网 络 性 能 , 从 而 影 响 制 造 过 程 或 产 品 性 能 。CC- Link IE 的 千 兆 带 宽 意 味 着 即 使 突 发 报 警 信 息 , 日 常 的 执 行 进 程 也 不 会 受 到 影 响 。 专 注 于 功 能 安 全 针 对 功 能 安 全 的 需 求 ,CC-Link IE 的 SIL3 安 全 认 证 协 议 已 经 开 发 , 用 于 实 现 安 全 现 场 设 备 与 安 全 控 制 器 之 间 的 安 全 通 信 , 以 及 安 全 控 制 器 之 间 的 安 全 数 据 传 输 和 接 收 。 此 外 ,CC-Link IE 无 缝 整 合 了 与 标 准 控 制 数 据 的 安 全 通 信 , 这 意 味 着 统 一 网 络 就 可 以 处 理 安 全 和 过 程 ( 和 请 求 ) 控 制 , 因 此 可 以 降 低 安 装 成 本 , 简 化 维 护 过 程 并 提 高 可 视 性 。 为 了 与 高 层 次 进 行 垂 直 整 合 ,CLPA 提 供 无 缝 消 息 协 议 (SLMP)。 它 允 许 从 100Mbps 设 备 通 过 简 单 的 软 件 设 置 , 形 成 点 对 点 瞬 时 ( 异 步 ) 数 据 连 接 。 因 此 , 几 乎 任 何 现 有 的 以 太 网 设 备 都 可 以 以 这 种 方 式 集 成 到 CC-Link IE 系 统 中 。 产 品 数 量 近 乎 无 限 然 而 , 如 果 没 有 一 个 完 善 的 设 备 供 应 商 来 构 建 这 样 的 系 统 , 这 些 都 不 会 发 生 。CLPA 与 其 许 多 成 员 ( 目 前 有 超 过 300 家 公 司 提 供 CC-Link IE 和 / 或 CC-Link 现 场 总 线 产 品 ) 不 断 开 发 CC- Link IE 兼 容 产 品 。 为 了 进 一 步 普 及 该 技 术 ,CLPA 最 近 还 推 出 了 CC-Link IE Field Basic, 它 是 一 种 用 于 现 有 100Mbps 设 备 的 新 型 CC-Link IE 网 络 。 这 意 味 着 能 够 支 持 该 技 术 的 设 备 的 数 量 现 在 几 乎 是 无 限 制 的 。 因 此 , 我 们 可 以 看 到 , 随 着 工 业 4.0 的 发 展 , 越 来 越 多 的 企 业 希 望 获 得 工 业 4.0 实 现 所 带 来 的 好 处 , 网 络 整 合 将 是 一 个 关 键 的 驱 动 力 。CC-Link IE 不 仅 提 供 了 当 今 性 能 最 佳 的 技 术 , 还 面 向 未 来 , 满 足 未 来 的 需 求 。 摄 影 :lead fotolia,01 CLPA www.clpa-europe.com CC-Link 协 会 大 家 庭 关 于 CLPA CC-Link 协 会 是 负 责 全 球 CC-Link IE 工 业 以 太 网 和 CC-Link 现 场 总 线 技 术 的 技 术 开 发 和 推 广 的 全 球 性 机 构 。 成 立 于 2000 年 , 现 拥 有 超 过 2900 名 会 员 。 其 中 包 括 300 多 家 提 供 1600 多 个 兼 容 产 品 的 公 司 。 World of Industries 23