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IIoT的真正力量——如何让旧制造系统集成工业物联网设备事半功倍?

2019年07月04日 10:08:17 中国传动网

媒体上关于工业物联网(IIoT)的讨论铺天盖地,许多主流仪器和控制系统供应商,甚至将其现有的产品线作为IIoT产品重新包装后进行营销。工程师们经常表示,其实他们多年来一直在做IIoT。然而,却对IIoT缺乏足够的了解。该行业一直在做的事情,往往与IIoT期望实现的不同。就像把鹅叫做鸭子一样,这是不正确的。

现在生产制造中使用的传感器已经变得越来越智能,并可以更好的连接在一起。而且,它们配置了板载网络接口,那它们真的是IIoT吗?

让集成事半功倍

一般来说,使用传统方法在制造系统中增加额外传感器的过程是什么样子的?例如,如果要将趋近式开关安装到生产线上以计算产品数量,该过程通常包括以下步骤:

1.确定需求;

2.定义需求并确定硬件和布线;

3.根据速度要求以及第一步实施的工程,确定数字输入模块上的开路触点或添加高速计数模块;

4.购买传感器;

5.机械安装趋近式开关;

6.等待生产系统停机;

7.如果需要,为可编程逻辑控制器(PLC)机架添加新模块;

8.将趋近式开关的导线连接到输入模块;

9.修改PLC程序,执行新功能逻辑以计算脉冲,并确定计数器何时滚动以避免溢出;

10.测试PLC程序逻辑;

11.创建人机界面(HMI),用于显示生产计数,或配置历史数据库以记录生产计数;

12.(可选)采取额外步骤,将新计数器连接到更高级别的制造执行系统(MES)/生产线性能系统中,以获取整体设备效率。

要增加传感器并利用它提供的信息,编写PLC代码,并构建适当的应用程序,需要花费大量的时间和金钱投资。如果设备老化,没有配置PLC,这就变得更具挑战性,因为现在仍有机械生产线在运行。例如,几年前,一个在役的馅饼壳机,完全由电机、齿轮、滑轮和继电器组成,并没有配置PLC。不要认为系统陈旧,收集智能数据指标的需求就会减少。许多供应商建议在此系统中添加PLC,以收集关键的生产指标,这需要设计控制面板、电线和采购带有输入/输出(I/O)的PLC。

现在,让我们将此过程与现代IIoT实施过程进行比较:

1.确定需求;

2.采购IIoT设备和传感器;

3.机械安装趋近式开关;

4.将IIoT设备连接到无线网络、有线以太网,或购买配置了板载2G/3G连接的IIoT设备;

5.插入120V或24VDC电源;

6.在云网络应用程序中创建帐户。

通过上面6个步骤就可以完工了。无需工程实施,无需编码,即插即用。工作人员可以从会议室走到工厂车间,在1个小时之内,就可以获得大量数据。数据可能包括能够计数,显示和趋势、停机时间指标所需的信息。添加的功能,可能包括对停机时间指标、平均故障间隔时间(MTBF)、平均修复时间(MTTR)、整体设备效率(OEE)和其它分析数据的访问。例如,如果工作人员在生产线附近布置一个互联网浏览器窗口,那么就可以收到运行人员从预先设置的列表中选择的停机原因,从而允许工作人员分析停机原因。每个传感器的总成本约为每月150美元,用户不受限制——这些投入将带来巨大的投资回报。

改变游戏规则的IIoT

对于系统集成商来说,这可能会让人相当不安。它们已逐步从OEM供应商的角色转变,以最大限度地减少实施其产品所带来的困扰,并通过减少系统集成所需的劳动力来降低实施的总成本。

那么,为什么IIoT能改变游戏规则呢?例如,在一栋房子里,每个楼层可能有自己的暖通空调单元,需要N个独立运作的系统。这些系统没有板载以太网或无线连接。与工厂车间里的许多机器和系统一样,它们互不相连、独立运行。通过连接智能恒温器,在不到1个小时的时间里,这N个装置都连接到了互联网中一起运行。需要加热时,所有设备都可以通过移动设备切换到加热模式。中央监控和数据采集(SCADA)系统可以提供控制和监视功能,并且设备不再独立运行。内置的分析和智能控制功能可以节省资金,提高运营效率。

人机界面 

到目前为止,持续提升数字化的成本可能高得令人望而却步。IIoT可帮助任何企业,使用低成本的边缘设备,获取关键数据,更轻松的实现智能化。图片来源:AvidSolutions

更智能、更快速的系统

这就是IIoT的真正力量——使现有系统更智能,而无需推倒重来。这也是制造业的未来——专门构建的应用程序,将计算和控制在边缘结合在一起,与基于云的应用程序连接到现有的分析应用中。

在工业3.0的大潮中,许多生产制造商落后了,而另一些生产制造商处于“自动化孤岛”状态,资产没有相互联接。在很多情况下,从彼此孤立的生产资产转向与传统工程连接的企业资产,可能意味着完全的重新控制或推倒重来。这就需要对可能仍在盈利、正在运行的系统进行巨额投资。对数据的需求推动决策的可能性正在增加。

IIoT使制造商能够智能化其资产,从而有可能节省成千上万美元的运营成本和数千万美元的资本。现在,IIoT意味着更智能的生产系统和更低的投资成本。

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供稿:Jeff Miller 控制工程网

本文链接:http://www.chuandong.com/tech/detail.aspx?id=37349

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