【儀表網(wǎng) 行業(yè)科普】更新控制系統(tǒng)可促進(jìn)制造企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、運(yùn)營效率和可持續(xù)發(fā)展。三個(gè)關(guān)鍵步驟可以幫助實(shí)現(xiàn)控制器或控制系統(tǒng)的現(xiàn)代化。
 

　　控制系統(tǒng)現(xiàn)代化可以為制造企業(yè)帶來很多好處，包括生產(chǎn)力的提高和風(fēng)險(xiǎn)的降低等等。羅克韋爾自動(dòng)化公司大型控制器商業(yè)營銷經(jīng)理Kris Dornan表示，現(xiàn)代化控制系統(tǒng)可以提高資產(chǎn)利用率和系統(tǒng)性能，在全球范圍內(nèi)輕松訪問可操作的全廠信息，通過延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期提高可持續(xù)性，以及通過提高系統(tǒng)靈活性培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
 

　　01  實(shí)現(xiàn)控制器現(xiàn)代化的關(guān)鍵步驟
 

　　當(dāng)制造企業(yè)需要升級(jí)控制器或控制系統(tǒng)時(shí)，Dornan建議需要考慮三個(gè)重要步驟：
 

　　■ 評(píng)估并了解控制器或控制系統(tǒng)生命周期風(fēng)險(xiǎn)的當(dāng)前狀態(tài)。
 

　　■ 為現(xiàn)代化制定詳細(xì)規(guī)劃。
 

　　■ 有效實(shí)施并調(diào)試項(xiàng)目。虛擬調(diào)試具有相當(dāng)大的價(jià)值，可以創(chuàng)建工廠的數(shù)字孿生，通過虛擬實(shí)施來解決任何可能出現(xiàn)的問題，從而降低控制器遷移的風(fēng)險(xiǎn)。
 

　　在大規(guī)模遷移項(xiàng)目中，可以首先解決控制系統(tǒng)中最迫切的部分，從而最大限度地減少過程中的風(fēng)險(xiǎn)。此外，更新的控制系統(tǒng)和現(xiàn)代軟件，有助于吸引年輕的工程師，從而可以填補(bǔ)許多行業(yè)所面臨的日益嚴(yán)重的技能短缺。
 

　　02  數(shù)字化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)
 

　　互聯(lián)的平臺(tái)可以更好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和開用，這是大多數(shù)工業(yè)數(shù)字化工作的一部分。許多工廠通常都有傳統(tǒng)的可編程邏輯控制器(PLC)、工業(yè)PC、瘦客戶端和圖形終端、移動(dòng)應(yīng)用程序和場(chǎng)外集中管理的服務(wù)，現(xiàn)代控制系統(tǒng)通常使用更易于通信的協(xié)議，以便信息能夠流動(dòng)。
 

　　雖然現(xiàn)代化系統(tǒng)能帶來更高的效率，但現(xiàn)實(shí)中的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和工業(yè)4.0工作卻有些滯后。根據(jù)2020年5月對(duì)七大行業(yè)的360名全球高管和高級(jí)管理人員所進(jìn)行的一項(xiàng)獨(dú)立盲測(cè)調(diào)研，92%的工業(yè)過程制造商還沒有完全做好工業(yè)轉(zhuǎn)型的準(zhǔn)備，盡管 57%的企業(yè)表示現(xiàn)代化和遷移工程對(duì)其業(yè)務(wù)有幫助。
 

　　調(diào)查預(yù)計(jì)，大概有715億美元的過程自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)裝置即將達(dá)到20年的使用壽命，其中78%的操作控制系統(tǒng)使用壽命超過10年。ARC咨詢集團(tuán)對(duì)157家過程制造商的研究表明，轉(zhuǎn)型障礙包括組織問責(zé)制、文化和員工變革管理。
 

　　03  現(xiàn)代控制系統(tǒng)和智能設(shè)備帶來的好處
 

　　Dornan說，由于控制器嵌入到智能設(shè)備中可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和控制，因此升級(jí)到最新的智能設(shè)備，也可以提高數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)力、網(wǎng)絡(luò)安全、安全性和可持續(xù)性。具有邏輯設(shè)備和控制功能的智能設(shè)備，包括先進(jìn)的變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)啟動(dòng)器、狀態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備、功率監(jiān)測(cè)設(shè)備、安全設(shè)備和傳感器等。
 

　　智能設(shè)備可以提高生產(chǎn)效率，以更低的成本生產(chǎn)出質(zhì)量更高的產(chǎn)品，支持合規(guī)性，識(shí)別和解決工人安全問題，并優(yōu)化供應(yīng)鏈。具體來說，智能設(shè)備在以下幾個(gè)方面為制造企業(yè)帶來了優(yōu)勢(shì)：
 

　　■ 具有情境的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括電流、電壓、千瓦時(shí)、運(yùn)行時(shí)間、溫度和安全性。
 

　　■ 獲得有關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)量、警告和報(bào)警、能源使用和停機(jī)原因的情境信息。
 

　　■ 通過分析獲得知識(shí)，如平均維修時(shí)間、預(yù)測(cè)性維護(hù)指標(biāo)和整體設(shè)備效率。
 

　　■ 通過更高效的過程工作流和連續(xù)性來優(yōu)化操作。
 

　　對(duì)于控制器來說，生命周期通常從激活、成熟、壽命終止到停產(chǎn)。與傳統(tǒng)控制器相比，現(xiàn)代控制器具有更好的性能、可用性、壽命、安全性、升級(jí)的通信和網(wǎng)絡(luò)安全。其優(yōu)點(diǎn)包括更容易與其他工廠系統(tǒng)集成，包括具有先進(jìn)以太網(wǎng)功能和 OPC 統(tǒng)一架構(gòu)(OPC UA)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。一些系統(tǒng)通過符合IEC 62443-4-2標(biāo)準(zhǔn)來提高網(wǎng)絡(luò)安全性，并提供可擴(kuò)展的安全選項(xiàng)，包括安全完整性級(jí)別(SIL 2 PLd /SIL 3 PLe)、面向未來的現(xiàn)代輸入/輸出 (I/O)功能、支持更多運(yùn)動(dòng)軸(多達(dá) 256 軸)和多達(dá)300個(gè)EtherNet/IP節(jié)點(diǎn)。
 

　　04  控制器升級(jí)的三種方式
 

　　對(duì)于想升級(jí)智能設(shè)備、控制器和控制系統(tǒng)的企業(yè)來說，可以自己實(shí)施，也可以從自動(dòng)化供應(yīng)商那里獲得幫助，或者從系統(tǒng)集成商那里獲得支持。
 

　　幫助設(shè)備和控制器升級(jí)的工具，包括用于選擇和系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的控制設(shè)計(jì)軟件(有些是免費(fèi)的)、將邏輯從傳統(tǒng)控制器遷移到現(xiàn)代控制器的轉(zhuǎn)換工具、舊控制器程序以及控制器和I/O接線轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。Dornan建議，如果代碼太過老舊，那么有足夠的理由從頭開始，包括使用現(xiàn)代代碼庫�？梢耘c自動(dòng)化供應(yīng)商討論更多選項(xiàng)。
 

　　自動(dòng)化供應(yīng)商可以對(duì)控制器升級(jí)項(xiàng)目提供幫助，包括對(duì)第三方設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)代化或更換、遷移和轉(zhuǎn)換。生命周期服務(wù)可以包括培訓(xùn)評(píng)估、安全審計(jì)和評(píng)估、安裝基礎(chǔ)評(píng)估以及網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估，以最大限度地降低過時(shí)風(fēng)險(xiǎn)。
 

　　系統(tǒng)集成商可以是獨(dú)立的，也可以與自動(dòng)化供應(yīng)商合作提供服務(wù)，通過應(yīng)用和行業(yè)專業(yè)知識(shí)展示自動(dòng)化控制系統(tǒng)的能力。
 

　　Dornan說，過時(shí)的控制器除了缺少必要甚至是根本沒有支持工程師、維護(hù)和操作人員之外，還會(huì)產(chǎn)生不必要的風(fēng)險(xiǎn)。過時(shí)的控制器可能無法滿足當(dāng)今的數(shù)字化轉(zhuǎn)型或網(wǎng)絡(luò)安全要求，也無法為可持續(xù)性和全球凈零碳要求提供足夠的測(cè)量和控制。