工業(yè)自動化可以粗略地定義為使用技術(shù)和控制系統(tǒng)(工業(yè)PC,PLC,PAC等)使工業(yè)過程自動化以提高質(zhì)量和產(chǎn)量,而無需人工干預(yù)。控制系統(tǒng)用于指示集成技術(shù)和其他設(shè)備的自動操作。例如,在大型汽車制造廠中,自動機(jī)械臂可在生產(chǎn)線上迅速執(zhí)行勞動密集型,人工或重復(fù)性的制造任務(wù),以達(dá)到更高的精確度,從而可以在相同的時(shí)間范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)人工作業(yè)。

那么,什么控制著這種自動化呢?進(jìn)入大多數(shù)工業(yè)自動化系統(tǒng)核心的工業(yè)計(jì)算機(jī)。

工業(yè)PC與PLC/PAC

由于其對環(huán)境和操作的好處,現(xiàn)在工業(yè)PC具有各種形狀和尺寸。從堅(jiān)固的單板計(jì)算機(jī)到功能強(qiáng)大的IntelCPU,HDGraphics和豐富的I/O的成熟的工業(yè)級無風(fēng)扇箱式PC。工業(yè)PC正在塑造工業(yè)自動化的未來?？删幊踢壿嬁刂破?PLC)和可編程自動化控制器(PAC)現(xiàn)在由于工業(yè)PC的靈活性,功能性,性能和成本而逐漸被工業(yè)PC取代。PLC本質(zhì)上是用于控制機(jī)器的一種微控制器。它們由存儲器,處理器和輸入/輸出(i/o)功能組成,并且能夠執(zhí)行預(yù)編程功能,例如數(shù)學(xué),計(jì)數(shù),通訊,管理傳感器和觸發(fā)執(zhí)行器。

工業(yè)電腦可以部署在多種操作場景中,包括工廠的生產(chǎn)車間,嵌入安全和監(jiān)視體系結(jié)構(gòu)以及過程和機(jī)器自動化中涉及的其他技術(shù)設(shè)置。與通用商用級計(jì)算機(jī)相比,工業(yè)PC能夠承受工業(yè)環(huán)境等中經(jīng)常出現(xiàn)的惡劣環(huán)境,使其成為制造業(yè),能源,交通運(yùn)輸,農(nóng)業(yè)和其他類似環(huán)境挑戰(zhàn)性行業(yè)的流行解決方案。這些堅(jiān)固的計(jì)算機(jī)還具有運(yùn)行人機(jī)界面(HMI)應(yīng)用程序的能力,因此與PLC和PAC相比,還能夠提供更大的靈活性。實(shí)時(shí)內(nèi)核的使用通過允許自動化與操作系統(tǒng)(OS)環(huán)境分開來改進(jìn)了較舊的自動化模型。

工業(yè)PC在工業(yè)自動化中的應(yīng)用

工業(yè)PC的用途和應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了工業(yè)自動化的范圍,但是,對于本文,我們將僅堅(jiān)持工業(yè)自動化范圍內(nèi)的應(yīng)用。首先讓我們看一下制造以及工業(yè)PC的應(yīng)用以及如何使該領(lǐng)域的工業(yè)自動化受益。

制造業(yè):

堅(jiān)固的工業(yè)PC為大規(guī)模生產(chǎn)提供了最佳的硬件平臺,它超出了普通人工的勞動限制。機(jī)器自動化已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn),互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通信。工業(yè)PC系統(tǒng)從嬰兒期開始就搖搖欲墜,現(xiàn)在已經(jīng)被許多制造商高度依賴,不僅用于機(jī)器視覺和機(jī)器人指導(dǎo),而且還具有從機(jī)器和設(shè)備收集有價(jià)值的數(shù)據(jù)以進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)的能力。

包裝檢驗(yàn)和質(zhì)量控制:

當(dāng)然,制造中的另一個(gè)主要應(yīng)用是視覺控制的質(zhì)量保證,它以比人類可能的速度更高的速度和更高的精度運(yùn)行。利用機(jī)器視覺和包裝檢查系統(tǒng),制造商以及食品包裝廠可以自動進(jìn)行質(zhì)量保證他們的產(chǎn)品的發(fā)展速度很快。3D機(jī)器視覺是視覺行業(yè)的最新進(jìn)步。得益于強(qiáng)大的多核CPU,CPU能夠以超快的速度處理額外的Z維度的計(jì)算,在對象上提供更深的多維數(shù)據(jù),從而可以100%保證質(zhì)量。這將質(zhì)量控制提升到了一個(gè)新的水平,其中系統(tǒng)的通過/失敗決定可能取決于更多參數(shù),例如比例,形狀,表面,尺寸等。

資產(chǎn)追蹤:

制造業(yè)并不是唯一開始嚴(yán)重依賴工業(yè)PC的行業(yè)。零售和醫(yī)療保健部門還具有工業(yè)PC硬件的日常運(yùn)行功能,因?yàn)樗鼈兙哂懈櫤捅O(jiān)視資產(chǎn)和流程中不一致和異常情況的能力。這可以在現(xiàn)場和遠(yuǎn)程完成,并為系統(tǒng)操作員提供了一種比人工通常可以更精確,更有效地跟蹤資產(chǎn)或過程的方式。

仿真與控制:

工業(yè)PC平臺使用功能強(qiáng)大的處理器,以仿真和創(chuàng)建對潛在現(xiàn)實(shí)世界場景的仿真。這可以增強(qiáng)洞察力,以分析風(fēng)險(xiǎn),預(yù)測進(jìn)一步的可能性并測試任何框架內(nèi)的系統(tǒng)。能夠進(jìn)行這些類型的測試和分析,可以基于從模擬和預(yù)測中收集的見解,進(jìn)一步增強(qiáng)和開發(fā)現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)。隨著圍繞人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的大量討論,在不久的將來,這三項(xiàng)技術(shù)將融合在一起,以創(chuàng)建更高級的仿真。

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收集:

在自動化和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,數(shù)據(jù)是周圍最有價(jià)值的商品之一。遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)傳感器能夠發(fā)送和接收有關(guān)使用遠(yuǎn)程機(jī)械,工具,硬件和其他連接設(shè)備的數(shù)據(jù)的能力,使部署它們的操作員可以接收有關(guān)操作流程,設(shè)備疲勞和整體性能的可行數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可使控制系統(tǒng)知道何時(shí)以極精確的方式調(diào)節(jié)設(shè)備的功率,觸發(fā)執(zhí)行器,調(diào)節(jié)溫度或壓力控制以及其他操作功能。

物聯(lián)網(wǎng)和基于PC的自動化

PC是基于開放標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)革命的核心,尤其是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的革命,它將成為控制社區(qū)和經(jīng)濟(jì)日常生活所依賴的基礎(chǔ)設(shè)施的大腦。遺留的運(yùn)營技術(shù)系統(tǒng)和儀器將需要使用更多的智能計(jì)算機(jī)來保護(hù),直到被最先進(jìn)的安全技術(shù)取代。物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)不僅要求其堅(jiān)固耐用的組件和組件,而且還要求將強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)安全性嵌入到管理事物之間通信的軟件中。