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不同部門(mén)緊密整合起來(lái)。
　　隔行如隔山，傳統(tǒng)上工程師和ＩＴ專(zhuān)家很少有共同語(yǔ)言，現(xiàn)在很大程度上情景還是這樣。但是如果說(shuō)有什么東西能在未來(lái)幾年拉近他們之間的關(guān)系的話(huà)，那就是一段CAT 5電纜?！肮S自動(dòng)化領(lǐng)域最明顯的趨勢(shì)是工廠車(chē)間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和公司系統(tǒng)相連接，通常是以太網(wǎng)，” Sujeet Chand稱(chēng)，他是Rockwell Automation公司的資深副總裁兼首席技術(shù)官。

大部分自動(dòng)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)都很簡(jiǎn)單，普通的運(yùn)動(dòng)控制器就能應(yīng)付。這兒是Bosch Rexroth公司展示的一臺(tái)由IndraMotion MLC 控制器控制的Delta 自動(dòng)設(shè)備，控制器的尺寸大約是3 x 3 x 3 英寸。

　　并且這種連接將會(huì)繼續(xù)增加。來(lái)自ARC Advisory Group公司的一份報(bào)告稱(chēng)，一家從事工業(yè)自動(dòng)化的公司預(yù)言工業(yè)以太網(wǎng)專(zhuān)題">工業(yè)以太網(wǎng)的交貨量會(huì)從2004年的840，000套增加到2009年的670萬(wàn)套，年增長(zhǎng)率為51.4%。

　　工業(yè)以太網(wǎng)專(zhuān)題">工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)在正改變機(jī)器部件之間以及機(jī)器部件和ERP 系統(tǒng)間的影響。

　　據(jù)Chand稱(chēng)，這種連接之所以如此重要，原因之一是工廠車(chē)間數(shù)據(jù)現(xiàn)在變得太重要了，不能把他們留在車(chē)間白白浪費(fèi)。終端用于要求把數(shù)據(jù)傳輸?shù)組ES和ERP系統(tǒng)，在那里這些數(shù)據(jù)可用于供應(yīng)鏈優(yōu)化、提高資產(chǎn)利用率、產(chǎn)能計(jì)劃和、產(chǎn)品跟蹤和其他重要商業(yè)決策?！敖K端用戶(hù)希望從他們購(gòu)買(mǎi)的設(shè)備獲取更多數(shù)據(jù)，他們?cè)絹?lái)越多地要求提供‘儀表盤(pán)’，以使得他們可以挖掘到機(jī)器層面的數(shù)據(jù)，”他稱(chēng)。
　　在工程學(xué)上的意義
　　制造和操作機(jī)械的工程師們也可以從和IT的整合中受益。據(jù)Filomena Wardzel所說(shuō)，公司系統(tǒng)可以讓他們更容易地獲取機(jī)械性能和維護(hù)數(shù)據(jù)，她是Siemens Energy & Automation Inc.的自動(dòng)化系統(tǒng)業(yè)務(wù)部經(jīng)理。
　　盡管無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)在先進(jìn)的生產(chǎn)流程中算不上什么新玩意，但是隨著公司把工廠車(chē)間和供應(yīng)鏈以及物流系統(tǒng)整合起來(lái)，這種技術(shù)將更加流行。
　　要想了解IT集成會(huì)走多遠(yuǎn)，只要看看目前的狀況就行了，現(xiàn)在越來(lái)越多的Web服務(wù)器被植入到運(yùn)動(dòng)和氣動(dòng)部件。比如，Numatics Inc.公司的一種閥組就植入了Web服務(wù)器和無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備。為什么一個(gè)閥組還需要單獨(dú)Web服務(wù)器？Numatics公司的技術(shù)開(kāi)發(fā)主管Enrico De Carolis稱(chēng)，這么做的好處是可以在擾亂控制算法或?qū)崟r(shí)生產(chǎn)系統(tǒng)的情況下獲得診斷信息?！按蠹矣X(jué)得故障診斷是個(gè)不錯(cuò)的想法，但是沒(méi)有人喜歡對(duì)系統(tǒng)編程，特別是對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行的系統(tǒng)，”他說(shuō)。
　　這種閥組的閥門(mén)開(kāi)關(guān)次數(shù)的數(shù)據(jù)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲取。De Carolis相信類(lèi)似的方法可以用于各種運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，這開(kāi)辟了一條通往新型的預(yù)防和預(yù)知維護(hù)模型的道路。跟OEM對(duì)維護(hù)功能進(jìn)行編程的做法不同，維護(hù)工作可以讓組件提供商或第三方來(lái)做。
　　高級(jí)組件和機(jī)器的遠(yuǎn)程維護(hù)已經(jīng)出現(xiàn)多年了，但是在今后幾年的爭(zhēng)議將是：現(xiàn)在進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控太容易了，那么遠(yuǎn)程監(jiān)控還能發(fā)展到什么程度?！懊總€(gè)組件都需要具有它自己的Web服務(wù)器嗎？”Chand懷疑?！拔艺J(rèn)為這么做有點(diǎn)過(guò)頭了?！彼褭C(jī)器控制服務(wù)看作是組件數(shù)據(jù)的“集合點(diǎn)”。
　　甚至連De Carolis也相信現(xiàn)在對(duì)于走基于組件的Web服務(wù)器這條路是否正確還有待商榷“毫無(wú)疑問(wèn)，我們現(xiàn)在可以讓一個(gè)閥組給你發(fā)e-mail，問(wèn)題是有人需要他們的閥組發(fā)送e-mail嗎，”他說(shuō)。不過(guò)他又說(shuō)具有Web功能的閥組已被證明是Numatics產(chǎn)品中被最快速采用的產(chǎn)品之一。
　　存在軟件和安全方面的障礙
　　盡管以太網(wǎng)和IT整合可能為工廠車(chē)間帶來(lái)諸多好處，但是目前還存在一些缺點(diǎn)?？刂乒こ處熀虸T人員插入的電線(xiàn)越來(lái)越多，雖然電線(xiàn)都差不多，但是還是有一些差異需要他們應(yīng)付?！艾F(xiàn)在一些大公司的控制工程師和IT人員開(kāi)始共事，但是情況并不總是讓人開(kāi)心，”Carolis稱(chēng)。
　　在Chand看來(lái)，軟件是一個(gè)需要改變的地方?！拔覀儾荒芟氘?dāng)然地認(rèn)為車(chē)間里的所有人都習(xí)慣Java和Web服務(wù)器，”他說(shuō)，這種不適應(yīng)感使得從車(chē)間遷移數(shù)據(jù)變得困難起來(lái)。Chand稱(chēng)他希望看到有其他簡(jiǎn)單的方法把數(shù)據(jù)遷移集成到工程師們使用的編程環(huán)境，并且希望看到增加IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)中的PLC編程方法會(huì)有所幫助。“我希望看到IEC 61131-3像發(fā)送Java消息那樣發(fā)送數(shù)據(jù)和信息，目前沒(méi)有這樣的功能?！彼f(shuō)，盡管他預(yù)計(jì)在將來(lái)可以做到這一點(diǎn)。
　　據(jù)Chand稱(chēng)，另一個(gè)有效方法是采用服務(wù)導(dǎo)向的架構(gòu)（SOA）-- 或者由低耦合、可共用和預(yù)編程的服務(wù)組成的軟件。例如，服務(wù)組件可以跟蹤材料消耗情況，或者收集設(shè)備可用時(shí)間等數(shù)據(jù)。“SOA把車(chē)間中的數(shù)據(jù)用IT的方式顯示出來(lái)，”Chand說(shuō)?！拔覀冋谧屑?xì)研究SOA，相信它很有前途?！彼A(yù)言在3-5年內(nèi)SOA將是一種更加通用的編程方法，它會(huì)把工廠車(chē)間和前端系統(tǒng)緊密聯(lián)

系在一起。
　　安全問(wèn)題（至少意識(shí)到可能存在安全問(wèn)題）是IT界和工廠工程界之間發(fā)生爭(zhēng)執(zhí)的更大的原因?！叭绻悄欠N舊的專(zhuān)利網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上就不存在工廠車(chē)間的安全問(wèn)題，”Wardzel稱(chēng)。但是開(kāi)放式以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)就存在安全問(wèn)題。“防火墻會(huì)大大提高安全性，”她說(shuō)。但是她承認(rèn)工程師們不相信防火墻不影響他們的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。
　　簡(jiǎn)單地使用防火墻不能讓大多數(shù)工程師滿(mǎn)意，這兒還有另外一個(gè)原因?！癐T和車(chē)間在安全方面有截然不同的做法，”Chand稱(chēng)。他說(shuō)IT人員通常在同構(gòu)環(huán)境下工作—在其中他們使用一個(gè)操作系統(tǒng)?！岸ǔ５能?chē)間的環(huán)境則是IT人員的噩夢(mèng)，”他說(shuō)?！败?chē)間的多重網(wǎng)絡(luò)、前端總線(xiàn)以及現(xiàn)在的以太網(wǎng)控制混雜在一起?！彼J(rèn)為這種異構(gòu)環(huán)境短期內(nèi)不會(huì)改變。因此，IT人員處理安全的方法—防火墻和打補(bǔ)丁—在車(chē)間里不能湊效?！癐T人員通常不必去考慮他們?cè)诎踩矫娴墓ぷ鲗?duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)有什么影響?！?BR>　　盡管目前有很多自動(dòng)化產(chǎn)品提供商已經(jīng)為工廠車(chē)間提供具有安全性的產(chǎn)品，但是Chand承認(rèn)說(shuō)目前的安全性還不能滿(mǎn)足車(chē)間工程師們的要求，還必須進(jìn)行改進(jìn)?！袄щy在于把所有這些異構(gòu)技術(shù)集成起來(lái)并為實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)建立防火墻，同時(shí)還不能降低系統(tǒng)性能，”他說(shuō)。“這正是目前我們正在努力的地方?！?

流行中的無(wú)線(xiàn)技術(shù)
　　工程師們將如何利用目前備受關(guān)注的工廠中的無(wú)線(xiàn)通信？以西門(mén)子公司為例，該公司已經(jīng)開(kāi)始提供用于部件位置分散的自動(dòng)化起重機(jī)和其他機(jī)械的無(wú)線(xiàn)安全系統(tǒng)，同時(shí)該公司還為那些確定性無(wú)線(xiàn)控制的設(shè)備提供無(wú)線(xiàn)安全系統(tǒng)?！翱刂萍夹g(shù)已經(jīng)有了，”Siemens Energy & Automation Inc.的自動(dòng)化系統(tǒng)業(yè)務(wù)部門(mén)經(jīng)理Filomena Wardzel稱(chēng)?！暗菍?duì)使用無(wú)線(xiàn)進(jìn)行控制興趣不大?！?BR>　　她并不指望在短時(shí)間內(nèi)這種情況會(huì)有所改觀，其他幾個(gè)重要供應(yīng)商也持類(lèi)似觀點(diǎn)。“需求最大的并不是實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)控制設(shè)備，而是監(jiān)視設(shè)備，”Rockwell Automation公司資深副總裁和首席技術(shù)官Sujeet Chand稱(chēng)。
　　Chand指出，目前對(duì)無(wú)線(xiàn)技術(shù)是否適用于工廠車(chē)間的爭(zhēng)論，主要是圍繞實(shí)際存在的和可能的服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題，但是他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)阻礙采用無(wú)線(xiàn)技術(shù)的更根本的原因：電池壽命。無(wú)線(xiàn)技術(shù)在那些難以連接線(xiàn)路（包括電線(xiàn)）的設(shè)備上備受青睞?！翱紤]一下成千上萬(wàn)的無(wú)線(xiàn)傳感器，它們都采用電池作為電源?，F(xiàn)在想象一下為所有這些傳感器更換電池，這將會(huì)是怎樣的噩夢(mèng)，”他說(shuō)。
　　供應(yīng)商們已經(jīng)開(kāi)始提供自供電和遠(yuǎn)程供電的無(wú)線(xiàn)設(shè)備。在一項(xiàng)工作中，Rockwell Automation公司把無(wú)線(xiàn)震動(dòng)傳感器放在一個(gè)油輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械上，利用輪船的運(yùn)動(dòng)為傳感器供電。因此大型設(shè)備上的無(wú)線(xiàn)設(shè)備的供電問(wèn)題并不是難以克服的，但是從設(shè)計(jì)和成本角度來(lái)看，供電問(wèn)題必須要考慮到。

　　一種IT友好（IT-friendly）的方法為工程師們利用這些技術(shù)鋪平了道路，這些技術(shù)可以讓工程師們獲取他們想要的數(shù)據(jù)。Wardzel舉了無(wú)線(xiàn)（見(jiàn)下面的短文）技術(shù)和RFID（射頻識(shí)別）兩個(gè)例子?！癛FID不僅能跟蹤離開(kāi)工廠后的大件產(chǎn)品，還能跟蹤車(chē)間里的小件物品，”她說(shuō)。這對(duì)那些負(fù)責(zé)解決生產(chǎn)故障的工程師們來(lái)說(shuō)的確是個(gè)好消息。

工廠模擬
　　工程師們確實(shí)喜歡進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬。目前他們可以模擬生產(chǎn)線(xiàn)的功能。但是，在未來(lái)幾年這些模擬不僅越來(lái)越普通，而且在產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期中可以反推得更遠(yuǎn)。“工程師們開(kāi)始越來(lái)越多地設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候就考慮自動(dòng)化問(wèn)題，”Siemens 自動(dòng)化和驅(qū)動(dòng)器工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)部主管Ralf-Michael Franke稱(chēng)。“他們希望把產(chǎn)品和工廠都優(yōu)化?！?

工廠模擬軟件，比如這兒展示的Siemens公司SIMATIC Automation
Designer 軟件，可以把機(jī)械工程和控制工程結(jié)合起來(lái)。

　　Franke描述了未來(lái)景象：工程師們將從控制-自動(dòng)化角度利用機(jī)械CAD數(shù)據(jù)的產(chǎn)品信息和生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行虛擬或“數(shù)字”工廠。這種模擬將給出最終生產(chǎn)線(xiàn)的PLC、CNC或基于個(gè)人電腦的控制軟件，降低了設(shè)計(jì)和試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。
　　這些“數(shù)字工廠”的前提條件是各種CAD系統(tǒng)和工廠模擬軟件之間的可以連接。但是Franke稱(chēng)目前的開(kāi)放系統(tǒng)實(shí)際上對(duì)“向3D設(shè)計(jì)領(lǐng)域開(kāi)放一個(gè)接口”沒(méi)什么障礙。
　　自動(dòng)化OEM廠商已經(jīng)開(kāi)始采用這種方法了，使用像西門(mén)子的SIMAT

IC Automation Designer這類(lèi)工廠模擬系統(tǒng)。但是Franke相信，在未來(lái)10年更多分散的生產(chǎn)部門(mén)的設(shè)計(jì)和控制工程之間的聯(lián)系將得到加強(qiáng)。

工業(yè)以太網(wǎng)專(zhuān)題">工業(yè)以太網(wǎng)資源
　　工業(yè)以太網(wǎng)專(zhuān)題">工業(yè)以太網(wǎng)的幾個(gè)不同衍生品也在競(jìng)爭(zhēng)主導(dǎo)工廠車(chē)間。這些系統(tǒng)的主要區(qū)別在于如何進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。Bosch Rexroth驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)部門(mén)的副總Scott Hibbard稱(chēng)一些協(xié)議和商業(yè)TCP/IP相差無(wú)幾。“其他公司采取‘焦土’策略，大量使用以太網(wǎng)電纜和線(xiàn)路，”他說(shuō)。下面是這些協(xié)議的簡(jiǎn)介：
　　■Ethernet/IP：
　　http://designnews.com.cn/0703-623bbbbx。
　　■Ethernet Powerbbbb：
　　http://designnews.com.cn/0703-624bbbbx。
　　■SERCOS III：
　　http://designnews.com.cn/0703-625bbbbx。
　　■ProfiNet：
　　http://designnews.com.cn/0703-626bbbbx。
　　■EtherCAT：
　　http://designnews.com.cn/0703-627bbbbx。
　　■了解更多技術(shù)資訊，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)網(wǎng)站：http://designnews.com.cn/0703-628bbbbx。該網(wǎng)站有幾十篇關(guān)于各種以太網(wǎng)工程問(wèn)題的文章。

安全技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械
　　工程師們?cè)谂で蠼档蜋C(jī)械設(shè)備生產(chǎn)成本的同時(shí)，他們期望把更多的功能整合在設(shè)備中，同時(shí)讓控制操作盡量簡(jiǎn)單。“一兩年后，我們相信你會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)械的集成化程度比現(xiàn)在更高，”B&R Industrial Automation公司副總裁Helmut Kirnstotter預(yù)言?！霸谶^(guò)去，處理能力和網(wǎng)絡(luò)速度限制了把更多功能集成到機(jī)械設(shè)備上。而現(xiàn)在開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)正在改善，集成更多功能現(xiàn)在已成為可能，”他說(shuō)。
　　他舉Ethernet Powerbbbb工業(yè)以太網(wǎng)專(zhuān)題">工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議為例，這是由B&R公司開(kāi)發(fā)的，后來(lái)對(duì)外公開(kāi)。在德國(guó)紐倫堡市舉辦的SPS驅(qū)動(dòng)器展上，Powerbbbb組展出了速度為1 Gbit/sec的以太網(wǎng)，網(wǎng)速提高了10倍。它在實(shí)時(shí)控制設(shè)備的周期時(shí)間只有200微妙。其他工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議也同樣有所改進(jìn)（看下表）。
　　網(wǎng)絡(luò)方面的改進(jìn)以及最近對(duì)北美安全標(biāo)準(zhǔn)的修改，所有這些將很快改變北美工程師們采用機(jī)械安全性的方法，他們可以采用集成安全性系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以和基于及太網(wǎng)的主控網(wǎng)共享空間?！耙尲砂踩韵到y(tǒng)發(fā)揮實(shí)際作用，你需要保證網(wǎng)絡(luò)性能，”Chand稱(chēng)。他提出安全設(shè)備的最短周期時(shí)間是10毫秒。
　　但是一旦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得到保證，集成安全性系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)非常多的好處，并且它在歐洲已經(jīng)被使用。如果機(jī)械制造商不需要獨(dú)立的安全網(wǎng)絡(luò)，他們可以大大減少導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)量。Kirnstotter指出，繼承安全性系統(tǒng)還能為機(jī)械制造商帶來(lái)其他好處。隨著安全網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)越來(lái)越快，你可以把安全光幕、安全罩和其他安全設(shè)備安裝離防護(hù)目的更緊的地方?！白罱K會(huì)為你的工廠節(jié)省大量的廠房占地，”他說(shuō)。集成安全性系統(tǒng)可以執(zhí)行更多安全程序，并且也更容易—比如安全減速—這不需要讓組件或機(jī)械設(shè)備完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)。