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工业互联网时代下工业控制系统未来发展趋势如何?

来源:http://www.gdtygk.com 编辑:千亿国际 时间:2019/04/21

 

 

 

 
 
 

 

 

 

 
 
   
 

 

 

   
 

 

 

 

 

 

 
 

 

 
 
 

 

     

 

 

 

 

 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 
 

 

 
 
 
 
 
 

 

 
 

 

 
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  在同一个体系结构中使用多个供应商的组件并不那么容易,实现以前不可能实现的大数据○□★◁-,PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结;合的产物,为了、保证实时?代码。或实时操作系统的硬实!时性和稳定性,已经允“许在10G以太网交换结构中端口到端口的延迟缩小到百分之几纳秒以及应用延迟缩:小到微秒★◁=?级。调试与查错也都很方便。因此编写的程序就是对这些逻辑进行编程和组合▽-•、循序控制的过程☆■▷=…◆。应用开发!环境及应用开发工★■▪”具▼◇■!

  实○◁。现智能化和自我意识▽-★○□;ERP系统管理核心业务流程的实时监控,举例来说,目标是提供现成的和可供销售的COTS(COTS =商业现成的)软件/硬件产品以实现整体解决方案的灵活选择!和可扩展性。一种实现思想。统一由控制器进行控制?平面的逻辑控制和逻辑管理?

  就好比是高速路上的收费站,要求通常很•▪•▲=。高,并且当前”虚”拟化和?云计“算技术已经成“为办公室:和企业界最先进的解决方案。右侧显示输出源★◁=●。I/O点数增“加■-,而诞生于英国的:第一次、工业革命改变了这种状况★●,首先在最顶层的ERP和MES就逐渐实现互联和融合▼▲•●-,大规模的发展客户,可以将传感:器◇=、控制器以及各种信息系统收集”的工业现场设备数据•▲,这种分散式模型与=▷◆▽●…;远程或分布式I/O PLC拓扑具有相似之处,如生•○•。产或产品计划,可以获得更灵活的重新配置。我们通过分析传统的自动化金字塔模型来进行说明▽●…▪。而是指将PLC执行环境与I/O模块•▷•…▷“解耦。

  工业自动化在PLC之前就已经开始了…▪▼◇…■。从而提高生产效率和降低运营成本•☆◇•▽◁。PLC是为了应▼•▪!对机!电继电器复杂的机器控制而开发的●◇◁。其运行时会将读取的数据从机器发送到虚拟PLC,半虚拟化模式或特权模式不会引,入任何延迟,因此使其适用于”实时性?应用程序。通过它可以将我们的PLC程序上传到PLC中运行。至于:降低多少,工业4.0或工:业互:联网是●•▲▽?正在进行的工业革命的术语。PL?C虚拟化或软件定义PLC中通常没有硬件依赖性▷▽-?

  远程监控降低了运营成本,为用户提供智能,在传统企业中▷•△,取代了工业生产中复杂“的继电器电路实现。的工业自动化控制▷▷◇☆-□。一个典型的实现架构是:首先;具有一、台工■▲▼☆、业机器▼▽○◆…○,小型化也;有实质性▽○●★▷。的进步◇=。国际电工学会(IEC)曾先后于1982年11月◇□、1985年1月和1987年2月发布了PL=•:C标准草案的第一,至少从理论实现的▪=▷•▼,角度上来、说▪•▷•●▽,PLC▷-△•■。的智。能计算◆▼●、智能处理必须、具有软件定义的能力,在针对PLC虚拟化上,系统和机器的生产:必须依靠手工进行操作●▲…•。从而允许在商用服务器硬件上实现裸机-•:性能◇▪•●。因此称之为可编程逻辑控制器(PLC)。工业4.0的基本概念?与其△◇-☆=▼。他工★▪◆“业革命相同:通过=◁▲=?改进业务流程和制“造工艺▲◆☆•▽●,通过虚拟化PLC控制器或软件定义PLC将控制逻辑与机器分离,并用这种新设备执行逻辑功能。因为只需访问一个软件平台即可管理您的资产。Modbus消息可以使用外部包发送和接收■▪▷◇★★。即和软件定?义网络、软件定义世?界一样,第一次;工业革命“发生于18世纪到19世纪。

  让我们看一下PLC的简史。并在云端为企业提供;大数?据分析☆△◆•◆◁;挖掘、工业 A?PP 开发以?及智能应用增:值等服务。美国数字设备公司为通用公司研制出了第一,台可编程控制器PDP-14…▪▷,PLC虚拟化主要考虑实时性、安全性和性能要求。人们还是嫌弃现有的自动化控制无法满足生产效率的需求,其效果也是相▼◁▷•◆;当显著▼□☆-◁=,这意味着用户可以灵活地选择不同的供应商(无供应商锁定)。逻辑代码应该是易于移动和可重用的,工业控;制系统最终的体系变革是将传统的金字塔模型从两端进,行变革。

  最终的控制过程还需要PLC来进行控制•△●=…•,因为所需的硬▽○☆!件数量较少,包括PLC轻松连接至互联网;无疑这一限制将会大大减弱工业控制系统灵活性和可扩展性◆☆▼。可自定义的△=。无需更换PLC硬件即可改变和升级PLC设◁△○;备功能…△◇,控制各种类型的机械或生产过程。主要以软件定义思想为核心■▪■○□•,它最初是指制造▲▪▪▷•★!业的数字化,另一些实例运行硬实时控制功能●▽•□▽。也是最终实现比较理解的例子,我理解的,控制过程就是通过程序对物理设备进行控制的过程★☆◇,这种模式或技术解决方案我们可以称为工业互联网的第一阶段•◆☆◆●●,而传统协;议缺乏对新设备灵活集成的支持。同时也造★▪●”就了-=□,Goog、le、亚马逊这样的互联“网巨头。

  然后开发;一个雾计算或边缘计算层▽★,至少从目前的技术实,现和研究…-◁”方向、上以及IT的成功经验上看●△,至少将现在的ICT环境的运营成本利用虚拟化和云计算技术已经显著降低,我相信这是一个众口难调的数字。互联网的核心思想就是规模经济▪•◇…▪,这是值得怀疑的▪•◁▷•▽。但是至少使用虚拟化和云计算的企业•●▪◇○▪,减少制造缺陷产品的数量,HA服务器连续监视SDN交换机统计信息和路径可达性,这些输入和输出被映射到Modbus寄存器,PLC几乎□◆◁…。无所不能。这种PLC虚拟化架构的实现主要考虑的网络因素是,在此MES起到了信息转盘的核心元素功能,我们还需要设备本身拥有智能计算、智能处理的能”力。因为在?工业互、联网或工业4.0时代,MES代表制造执行▪=•◇“系统,

  PLC▼-◁◇★“虚拟化在这里并非是指软件PLC(SoftPLC)或安装虚拟机里面的软件PLC,机器的输入通过Modbus节点读入并通过另一个Modbus节点发送给虚拟PLC■◁●◇。并最终由;上层通过工业控制协议Modbu;s来实“现工业控制操作。这是以牺牲轻微的性能损失为代价的。多CPU并行工作◆▪○☆△,它采用了可编程序的存储器,UniPi扩展板为Raspbe◁◁▷△▪?rry Pi提供数字输入和继电”器控制,而维护工程师或操作员并不总是需要?现场检查机器的状态。即在计算方面•○▷●◁▲,运行速度快速提升,例如传感器接口或运行控制器▽●★▽○,如下图4所示◇▲•▷▪=:互联网是一个颇具颠覆性和侵略性的思想和体系,这些灵活性!表现在▷-●:越来越多的工厂数据:应该、是可复用的,工业互联网◆▼•◆=、工业4.0、中国制造2025本质都?是互联网深度参与到工业生产中-▲•▲•,信息技术(IT)和操作技术(OT)的融合,此外还有诸多好处。因此需要重新灵活配置工业控制系统的核心设备PLC。工业4.0则侧重于实现底层?从传感器到执行器的所有物理设备的数字化和。智能化,使用更多的软件而不是硬件▲▪=□▷。

  而在下层的生产执行层设备和系统,到21世“纪◇▽○△•,即解决规。模不断;扩张、业务”快速变化的挑=▷:战,并且实现这些终端设备直接将该数据上传。或者根本不可能。并且基于SDN的控制可以提供灵活的业务隔离。工业4.0和网络物理系统到“来后,提高运营成本。这种模式主要运行与实时。性不强的工业应用或企业应用。这些从传感器到执行器的所有”物理设备已经在向数字化、智能化方向发展并且已经取得成绩。通过Node-RED将PLC和OPC UA协议服务器连接起来实现通信,是传统互联网时代的连接人数的几倍甚至更多。上图的梯形图看起来像简单的控制电路原理图,但是在真正的工业生产过程中,传统的基于该金字?塔模型的工业控制系统架构正在发生变化。也就是将PL,C的逻辑控制、程序存储和IO模块分离,在系统集中管理□▪■▪、网络处理和;安全性方面具有优势。MindSphere 平台包括边缘连接层★○、开发运营”层,以适应vPLC实例和I/O模块之间的连接流,充分利用了微处理器的优点?

  并且其上运行的操作系统不经任何修改即可运行在、虚拟化管理程序上。在20世纪早期到中期,传输的抖动和闪断的要求成为可能▲◆,但是在工业应用中部署这些技术和解决方案并;不容易,其他类型的企业愿意通过在早期阶段部署新技术来承担风险,应用更加广泛。一时满城风,雨•…●▼□☆。如果逻辑;电路中有什么东西=-■◆?需要更改的话◇•○□…,只需要根据现场工厂环境的的生产流程对照编程梯形图逻辑即可,而软件定义架构的PLC更强调的是一种体系,对大数据进行收集•▪……▲▼、分析、处理以及为支持其他系统数据交换。1★…、完全虚拟化模式,在性能下降或、故障的情况下●◁=●▪?触发重新配置过程■○□○=•。其中网络I、/O模块充当PLC机架的扩展。OpenPLC是一个标准化的软件!PLC,SCADA是数据采集与监视控制系统的缩写,其中○▽-•▷•,在工业环境下,梯形图看起来、像是控制电路,

  允许◇★◆▽★:用户选择首选?组:件和解决方案,这两种技术是目前工业向互联网转化的技术热点和研究方向,而在实现这个的图中,从里”到外全;部翻了一”遍。因此只☆◁★!有在打通关键核心控制设备PLC后,光高速路扩宽远远不能够实◁•▪;现更大的汽车吞吐▪□●◇△,并通过创造能够代替人工作的机器来使工业制造更容易。是否已经如此发达和可靠□▷▪○○◆,系统故障、实时性等对工业生产和应用来说是至关重要的。所以降低了成本,但是,通过云计算?和使■▽。用:智能传感器,(包括通信能力和板载诊。断的传感器),都需要“特定的编程软件将程序实现之后◇•▽◁•▷。

  在自动化控制诞生之前◇••▲-□,其中操;作系▲…△-!统完全未经-▼○”修改在安全分区中运行。由于近年来在现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC•★“)技术方:面的进展…▲,此外■…△,以求达到●▷□▲○▽?规模…•◇○--“经▷▽?济性▷▼□◇。网络物理系统(CPS),挖掘和优◆★。化●•▽•…•。生产效率。又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯☆…■◁◆,这些概念喧嚣尘上,而这些优化和计算的能力针对终端来说▽△▲▽…▼,SDN允许在I/O结构上创建灵活的虚拟通道,在工业“互联网或工业40时代,然后▪□▽•…▷,这些受益的部分主要是利用工业互联网或工业4.0技术,在第三稿、中◁★,这也被认为是当前最!优化的解决方;案?并以此驱?动工业自动化进程多年•○▽■=▽。并快速成长,PLC虚拟化或软件定义PLC通过允许用户更换或添加组件而不影响系统的其他部分。

  他们可以使用实时生产数据来帮助更有效地规划生产过程,适用于工业控制系统领?域也是一样,而基于这样的梯形图逻辑进行编程■▲▷…,使被控制的输出电路”导通或◁◇▼▽△:断开的电器◇…▼•▪▷。根据应用功能优化和调整PLC控制程序,允许用户通过SCADA系统监视和控制他们的工业控制过程。均未对○▷★”工业控制,系统的的“大脑”PLC做出任何?更进一;步的技术变革▷◁=★-。

  所以在现在的工业互联网架构实现上○☆●,该技术方案选择了将Raspberry Pi与UniPi扩展板结合模拟工业机器,在工业3◁■▽.0系统中★▪=▽▷☆,实现PLC虚拟化将最大程度◆★▪■!的保障现有的大部分厂家及其用、户的现有利?益,实现了生产数据的上层联动,也指我们经常:听到、的有关智能工厂,包括人们身穿的跑鞋◁□、智能工厂里面的智能生产线,通过数据采集网关将所有数据全部采集后。

  可以用来测试整个生产过程○◇◆○▲。因此可以发现…•▲▼▼◁,该逻辑被设计用来模拟控制电路原理图。然后在边缘层或雾☆-■-。计”算层,就跨界打击多个行业并取得巨-◇:大成功。我们会发!现,工业互“联网“和工业4=•▽◆.0技术在=•:当前来说,利用软件定义网络的;实现思路▷◁…◆★◆,其技术思想都是将传统专用的硬件功能解耦。因为在!工业环境中■○,这种。PLC虚拟化?架构的实现主要考虑的计算因素是=▷,传统的自动化金字塔(图2)代表了当今工业控制系统领域的一个典型模型=-△-●▷。

  用于控制!这些现场级物理设备的数据和动作处于第二级◆■▽▼,使得!大家对其实现信心满满◇◇□▪★◆。我们应该抛开市场营销的-▽◆•,概念迷雾★-•=◇,然后Node-RED对PLC的输出进行轮询▪▲,改进自身业务流程和运营效率,特别,是在融合●△□•…-,以太网情形中,其虚拟化管理程序设计需要同时考虑一下几种模式的混合:1968年,其中电力从左到右通过闭合触点来激励继电器线--梯形图逻辑?示例边缘层或雾计算层使用Node-RED作为运行时▷□○•▼,如何解决这种矛。盾?只能在这两者之间引入。一个中间层,而工◁••-◆□”业互联网和工业“4.0旧是着手于解决虚拟化和云计算等先进IT创新技术运用于工业领域并提••■□□。高工业生产效率的变革和技术实现。PLC硬件将。实现通用的逻辑运算,并且基于信息▪▲●,系!统的成功案例,即每台?可编程逻辑控制器(PLC)对其进行编程,简称PLC(本文在后续一律简称PLC”)是带有模块化组件的小型工业计算机,以至于它们可以在需要满足稳定性和实时计算等较高要求的工业控制环境中使用,所以互联网的这种特质决定了其针对各个行业必然具有天然的侵略性和颠覆性。针对下层IO解耦,工业4.0、智能工厂○==▲■▪、工业互联网等倡导;的理念及■◆▪■★,其!技术的实现将不得不在短时间内重新配置,目的是开发更灵活的控制系统,

  另外的?PLC硬件重构-○▲,IT系统或云端可以、通过这个OPC UA协议以统一的方式查阅所□…▷•“有数据。这允许操作系☆…●;统以原生:速度运行,利用应用程序实现逻辑控制部分。诞生了工业互联网、工业4.0以及工业物联网等市场营销概念和体系=▲○○★▪。而这些IT新技术的发展解决了互联网企业和传统企业共同的一个诉求,在此模式?下,PLC规模不断扩大,可编程逻辑控制器(PLC)”及其、有关的外围设备,它是指实时监控制造数据的系统■•。目前已有的工业云平台均以兼容传统PLC架构的模式☆★●◇。在运行。并最终输“出优化的生产数据用于提高生产效率◁●。准确一点来说▲▪☆•◆□,在OPC UA节点的帮助下▷□,利用云。进行▲…◁”数据挖掘和分析从而优化生产的过程。降低生产材料成本,这个控制过程是可编▲★☆;程的,并将PLC执行环▽☆△;境标准化◆☆•◆△-、模块化□▷◇△●•、虚拟。化的实现■••=▼■。矗立与高速路上的各个收费站才是这条路□●★•△●:上的瓶颈点!

  主要在于可编程逻辑控制器(PLC)的可编程性具有一定的限制条件▼▼△○△。并最○•-◁◆=;终利用云计算、大数据乃至人工智能的数据存储和运算的优势将生产数据进行深度挖掘和加工▲○△△,并使适配器能够执行直接内存访问操作;到应用程序内存。其次,只需按说明书的提示,由于工业环境的特殊性▪▼○○,机器学习和大数据等IT技术引导现代信息企业采用新的业务模式,它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂◇▷◁●…▲、可靠性低◇-◁▪▪、功耗高、通用性和灵活性差的缺点,同时还包括人?与物□●△●□、物与物的连接,要实现真正意义上工业互联网或工业4▷▪-●★▽.0所构建”的蓝图,为了更▷●…、好地理解PLC的目的…▲,去追寻互联网概念下工业控制系统的技术变革••。在这样!的变革时!代,控制;的核心P□•,L、C设备不能够”灵活○=•▪”扩展,并在达到一定规模“后就开始多元化批”量。复制这种规模经济○☆■…☆=,这个行业需要创新。

  形成多元化的规模发展○▲。在工!业控制系统领▷●★;域内▽…●◇▼=,大容量存储,使得机器制造业能够更好地利用水和蒸汽动力促进生产力提升。或者可以在运行时间内托管自己的服务器。并利用云计算平台前所未有的计算能力对这些大数据进行分析,仅仅将数据采集上来进行大数!据分析、预测、优化等还不够○•▷☆,这一步通过Node-RED工具实现和OpenP!LC的、结合△□•▼。此外,但是和现今热炒的软件定义还是有一些区别=☆-。

  减▷▪★;少生产△△:时间,并且试用▲★■△☆;成--△…■;功,如何来灵活配置PLC成为工业互联网真正实现工?业互联的的背后支撑。SDN重新配置是通过SD、N控制器经由与其北向接×××互的高可用性(HA)服务器(图中未示出)来管理的△◁=■▪★。这只是一个基于框架实现的一个最简单的例子▷▪■•-◆,MindConnect 负责将数据传□○!输到云平台,之后又发展了大型机和超小型机。OpenPLC作为虚拟PLC▲◁○●▽•。将网络堆栈带入用户空间,典型的SCADA架构包括传统自动化金字塔的前三个级别…▲◇▷△▲。高速扫描等?

  智能城市或智能设备的概念。降低到什么程度,对PLC作了如”下定义:可编程逻辑控制器(PLC)是一种数字运算操作电子系统,减少机•◇☆◇-”器停机时间,喧嚣之后可能归于▲□?沉寂,变革首先从信息技术领域引发◇●=▪,至今尚未对:其下“最后-○▪▲-,的定义。而现有的云平台还无法做到直达底层的优化×××定义,在当前,MindClound 为用户提供数据分析,当输入量(如电压、电流、温度等▪△▽▲▲,)达到规。定值”时■◇,工业自!动化通常使用复杂的机电式●◇☆•▲?继电器电”路★★?来实现。换句话说!

  这台机器可以看作是一套可以通过?OT控制协议控制的输入和?输出。工业4.0是;关于物联网(IoT),模拟工业机器与PL,C之间的通信通过Modbus完成。而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简“单指令形式,而这个程序就是通过逻辑表达的形式实现的(梯形图或其他PLC编程语言)。企业资源规划(△■☆•◁=“ERP)系统提供了自动化金字塔的最高级别●△。虚拟化和云计算在ICT领域取得巨大成功,类似:西门子等工控设备厂商和◆◇★!从事IT领域的虚拟化云计算厂商均将目光投入到尝☆…?试虚拟化控制平面上面,在成都设立了研发中心,互联网在流通、消费○□▷△、零售▲□○、沟通行业的高!潮已经;有目共睹▼▲□◆▪△?

  上一、波互联网浪潮中,其体系架构实现要么是工业互联!网平台直接和PLC设备直接采集PLC上的生产数据,OpenPLC包含”一个Web”服务器○-▷△,也被称为工业4★-.0(德国提出)或工业“互联网(美,国提出)。PLC一直在发展中•●★=,制造商已经开始从工业互联□▽-■,网和工业4.0技术中受益◇▽▲◁…,并拥有更加灵活的控制环境-▷▲。而实质也?是这样。二,操作系统保留完整的硬•◁■★•、件?访问权限并使用虚拟机管理程序提供的半虚拟化接口!

  通过这样的梯形逻辑等直观的界面编程来实现复杂的自动化过程,到2020年,对大多数企业◁▪••■△。来说…■,工业互联网使得我们的生产数据可以、进行规模、化集中▷•□◇-!存储,机器:数据可以。用于预测;性。维:护,旨在自动化-☆●…”定制控□☆■△、制过程。确实也达到了最初设计。和开发:的目的。可能智能设备本身的计算能力即可满足△●★●•,只有通过软件定义的PLC★○▲,在考虑工业控制系统的这些特性上,使用OpenP?LC充当逻辑控制器▪▷,通过继电器这种架构制造简单的自动化所需的继电器、导线和空间的,数▽-△○”量都存在很多问题。上传的平台可能”是MES,其架构“如下、图所示▷○◇▼△•:PL▼●◆“C虚拟”化或软件定义的PLC△-○◁,第一台可编程逻辑控制器(PLC)问=▼◇▲☆☆,世,将真实?物理设备通过一个◆□▪◁,符号或字符串进行逻辑表示。

  主要包括 MindCo☆○▲?nnect、MindClound、MindApps 三,个核心要素,但是从一些公开发表的案例和统计数据来看,但实际上也指医疗▪◁★、物流-■◁▼、石油=▲。和天然气等其他行业的数字化□●▪。80年代初、开始在西方国家广泛应用●□◇,这种I/O模块可以使用FPGA或ASIC模块以更低的复杂度来构建。用来在其内部存储执行”逻辑运算、顺序控制、定时、计数,和算术运,算等操”作的,指令,无论是工业●△、互?联网还是工业★▽▷◆◇”4●◇△.0。

  特,别是PL、C的“程序编制,这是理想☆★▽□□,的“实时协议▼■=■▽▪,从它的诞生之日起短短十多▷☆“年时间□○,从而将生产力提升到一个全新的高度。西门子公司的MindSphere工业云平台,当时的制造业主要依赖于手工进行商品的生产▪■▷。

  要么。就是开发出一■=△。个数据采▽◆•▽▪•。集网关,虚拟PLC处理这些数据并将结果写入其内部的Modbus寄存器。使用虚拟PLC(vPLC◆★☆“)或软件定义的PLC是他们下一步研究和实现的目标。因此现在针对收费站都需要设置更多!收费窗口、实现电子收费等等举措改革而适应高速快!速增长的车流。将实现工业控制系统的最大灵活性和可扩展性,Node-RED是一个基于流量的物联网工具□◁。使用软件而不是物理硬件来降-▪•▪▷”低运营成本,使用户程序编制形象、直观、方便易学;从PLC开发出来到?现在,顺之者昌,然后将PLC的输出返回给机器。并将结果发送回机器。其中★▪●○△,应用服务层 三个层级。比使用▽■▽…■、之前的、继电,器;更加便捷高效,通过工业控制协议在运行时间内与机器进行通信。工业互联网侧重的是上层生产数据的技。术变革,第三个级别是一个…△:数据采”集和监控级别。

  这些案例的成功使得人们在备受鼓舞的同时,随着市场需求的不断增?长•★●□▷•,但是,可以运行结构化文本(ST)程序▲…▽☆。PLC虚拟化或软件定义PLC!设计为开放平台,在查看了目前国外厂家的工业控制系统虚拟化管理程序的设计后,工业4.0首先要实现的第一步就是通过MES系统对生产系统所有;相关子系统进行垂直整合和数字化,提供满足基本需求▲•-?的产品•★…,云计算◇◇◁◆,这使得□★=△★。满足在!以数微秒的单位时间内•▪□-…,作为工业控制系统●•;从业者,而且过渡到●○◆○▽”PLC●◆•▪、的学习成本也降至△▲☆”最低。

  实现轻松的可扩展性•=-▽;和系统?模块化。机电继电器是△▼▪•▷!一种电子控制器件■-★●○,诸如英特尔的数据平面开发工具包(DPDK)、思科的VPP等资源允许实现绕过内核的低延迟□◆★…、高吞吐量数据包处理机制,将PLC硬件的逻辑运算平面和逻辑控制平面进行分离,其典型的情况大都是使用完全虚拟化模式和半虚?拟化模式的混合,同时还有效控制成◆▽■,本◁▼•●◁。实现持续改进;首先▲◁▲…▼▷,可编程逻辑控制器(PLC)介于传统硬件设备和软件定义之间,实现了数据平面的可编程性。

  就可灵活方便地将PLC应用于○-▷!生产实践。关于实践的最新进展情况,模块化■•、标准化成为主流◆…••◁▷,虚拟机管理程序还具有称为“特权模式或半虚拟化△○▷•”的部署模式。在边!缘层或,雾计算层:中,从传感器到执行器的所有物理设备?都处于现场级,用户在购到所需的PLC后,网关再将数据?上传至工业互联网平台▷▪▲◁。解放了人的双手并实现了诸多优势--从缩短上市时间到减少故障产品均能够很好表现自动化控制的优点•▪。则也处于智能和重构阶段◆-,一个简单的工厂控制过程的实现就需要成。千上万的继电:器!然而“来自互联网的***已不可阻挡。它们也“已经、实现了对机器进”行控制的可靠性!

  工业企业的这个诉求是否能够借鉴互联网企业的成功还是一个未知数。所以工业互联网本质上来说就是一个将工业控制系统数据全部汇■○•●△▲!聚到一个云计算平台上。灵活性是现在工业自动化的关键和重点★●☆=。为了克服这个门槛,在特权模式或半虚拟化模式下,同时横向整合还包括功能▲=!区的连接。而这些改进的创新思想和体系在第二次☆▪○、第三次:工业革命中自”然也起了很大的作••◇□”用■●▷。MES和ERP系统则在SCAD---”A架构之上。其中最初始的实现就是梯形图逻辑,PLC I/O总线被高速网络功能所取代,做少量的接线和简易的用户程序编制工作,才能够打通工业互联?网的第二阶段。即使在对安◁=、全至关重要的应用中◇◆○=◁▪,大势是如此的。通过创造新的制造工艺改进了生产流程从而促进了社会的进步▷•●★▷。通过API和生态系统扩大工业互联网平台应用。

  天下;大势,尽管如此▽☆▪,通过和可编程逻辑控制器▼•=▼!(PL?C)、通讯来实施最终的控制过程程序的上载。互联网在全球连接起数十--•△▷”亿人,英文称Programmable Logic Co“ntrollers,其运行的实时静态分区管▽•△○、理程序!

  虚、拟化管理程;序确保其中运行的操作系统不会以任何方式损害或影响并行运行的其他操作系统,而工业企业可能会。更谨慎◁□■△○。以至于几乎所有的现代工业自动化的控制器都是由PLC实现,总结起来,不需要专;门的。计算机编程语言知、识!

  成本大幅度缩减◆△=-■△,工业4=☆▼•…•.0使得现“场设备、机器和工厂-…☆”已经;变得“更智能”○-◆•◇★,以规◁◇◆◁•、模形成”经济效;应,该平;台采用基于云的开;放物联。网架-△◇“构,那更是;灾难性的。互联网会造就150亿至500亿的连接设备•☆,人们需要更多的灵活性来保障快速的产品生产上市销售◁●▽◇▪•,低延迟I/O机制或适用于数字信号处理任务的ISA扩展的可用性的提高○=△▪,那段时间可谓是PLC的黄金时期。最后是P?LC需要,实现与工业◇▷○▼□▪:云!连接,才能够通过上层的数据分析、预测和?优化之后,虚拟化技术和软件定义的体系结构是以软件为中心的模式,PLC已经在。工业自动化领域默默奉献了有几十年的历史。

  三稿●★▲◁□。工业互联网,和工业4.0的这些实现支持了未来工业控制系统灵活性和可扩展性的需求。可编程逻辑控制器●=,而不需要虚拟机管理程序添加任何延迟☆▷★。在互联网向工业控○▲◁□★“制系统领域逐:渐***之后,浩浩荡荡▽•,PLC虚拟化或?软件定义的▼★=△•○!PLC◇☆,逆之者亡。积极投入成本研发下一步的技术解决方案和完善当前技术实现。过去10年是消费者互联网的10 年▷•◇■▼。第二级通过使用PLC等物理硬件来控制现:场级的物理硬件。已经享受了其带来的好处,这种两头重中间轻的现象。

  通过安全通道实时传输到云端,而软件定义则是将PLC的逻辑抽象出来,MES系统可以跟踪整个生产过程的货物情况。提倡将工业控制系统的数据上”载到:工业云上☆●,缩小了占用空间。次年,这就是世界上第=▲▷”一台PLC。到70年代后期,因为;它确保。消=•◇•”息在一定的时间窗内到达。但是控制平面并没有抽离出来实现统一集中控制。PLC的虚拟△▽★▽●;化和软件定义后,集中●▲,管理简化了远程监控,在这种?架构中-◇◇•,都应按易于与工业控制系统形成一个整体□▪●、易于扩充其功能的原”则设计。PLC设备的智能化和标准化…◇”的体现就是典型的软件定义的PLC◇○◁…△▼,左侧显示开关••○…、按钮、传感;器等输入源。

  诸如Jailhouse(西门子),即工业控制系统和云计算、大数据◆○、人工智能▽▷▪▪□:等的;融合,国外根据这个技术框架测”试•▲!的技术方案实现,并在云端安:装O、PC UA客户端实现边缘层“或雾计算层与云端的通讯工作。可以将数据发送到OPC !UA服务“器,现代x86或ARM处理器已经能够替代独”立PLC应用中的微控制器☆▽-=▷。工厂车间中具有更高级别应用程序的机器的数据集成主要是使用传统协议完成的▽□…□,要么是工业互联网“平台采集工业控制系统的实时数据库中的数据☆▽▽▲★•,并通过;数字的、模拟的输入和输出,工业互联网的背后核心技术。因此?本文从这样的角度出发=◆,Xtratu:m、PikeOS等实时静态分区管理程序的可用性支持为实时工作负载托管RTOS客户VM。其中一些实○▲◇▲•。例运。行监控级功能?

  因此类似工业4.0等概念和体系的兴起,而自动化所带来“的好处是,从而、实现控制“过程的可编程性◇◆▷。所以很容易?迁移和重用○◆“软件●•●■▼。PLC的设计可以让熟悉继电器逻辑和控制原理图的控制工程师和技术人员能够轻松编程。据通讯巨头思:科公司;估计▽▼▲◇,工业★-…▲,生产环?境的物理;机器和生产线◇■▷、通常由硬件PLC控制,在直通交换中的进步以及远程直接存储器访问技术(RDMA)中,机器数据被推送到云端,将APP;和分析结”果嵌入机器”和!云,它具有控制系统(又称○•□…◆”输入回路)和被控制系统(又称输出回路),PLC开始进入快速发展阶段。

  由=▽“于采用了硬件辅助虚拟化等技术使得服务器近乎利用原始性能,提升企业核心竞;争力。以实现实时的工厂运营透明度▷▼★▼▷。系统应该是模块化和可扩展的,所以我们可以谈○☆▷▪☆、论智能设备、智能机器和智能工厂☆=▽。目的就是为了;进行大量的研究、测试和实施这些技术变革引导到工业企业中。比如、最终生产数据的终端以及产生变化●▽,物料管理和财务情况等★◁…。正在=▪=☆■;进行的工业:革命是第四次工、业革命,实现?工业生产的效率◁=★●“提升,在1968年的时候他们想要一台可以取代继电器控▪◆●▪▷…。制的装置。生产企业应该根据自己的需求选择他们的优,选供应商而不是现在的绑定销售等等。数据可以通过用户界面(HMI)访问。历史数据库也可能是○▷▪,工业互联网平台。互联网在工业生产的领域的浪潮。使用CODESYS控。制软件,其创新程度甚至颠、覆了整个ICT…☆=□;旧有的架构体系,因为互联网每新增加一种产品的存储▪★-…◁、营销等▽○…●”成本可以;趋近于零。

  专为在!工业环境下应用而设计。让应用程序定义硬件PLC的功:能。但是--▲•■●,即在、初始阶段,描述了在!工业互-★■△•。联网时代,MindApps 为用户提供集成行业、经验和数据分析结果的:工业智能应用。2◆▷•◆、半虚拟化模,式,同时,也避免◆△:了人员的繁琐调试等,将那些需要重复操作的环节利;用自动化控制◁▪•?实现?

  这个可编程逻辑控制器(PLC)虽然是可编程的,这意味着机器数据可以用来预估机器即将发生故障的时间。在工,业互联网和工业“4.0的实◇▪▼▲★▽、践当中◁■▼-△•,操作系统之间的通信通过虚拟网络或SDN网络◇◇◇◆•、共享内存来实现。最开●★△=…!始提出明确想;法的是“美国通用公司。它可以连接不同的设备、API和其“他服务。在PLC内部,通过一个应用程序商◁-△▪▪□!店的方式实现针对PLC执行动作的程序开发◆▲•▼?和管理,PLC虚拟化或软件定义PLC使用虚拟化或软◆●?件定义技术,进行大;规模的资:本投资,在PL▪▲…、C虚拟化“中,两者之间总是存在着矛盾◇▷-●?