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工业现场总线IP化 打造工业4.0智慧工厂关键技术 |
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作者：新汉电脑股份有限公司 |
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前言：
「工业4.0 (Industry 4.0)」的精髓在于网络延伸极大化，打通产、销任督二派，产销信息快速整合沟通，打造智能工厂。从工厂实务而言，智慧工厂不仅是达到工厂自动化，远程监控制程，确保生产顺畅，还可协助制造业者整合各厂生管、物管及仓管，实时排配产能的需求与规模，避免大兴土木之余，同时迅速提高产能，满足客制化订单的实时生产需求。
工业以太网络实现大量、实时、远距信息传输
在智慧工厂的愿景之下，布建工业以太网络与PC-based控制器，力促工厂全面IP化俨然成为当今显学。新汉计算机工业计算机事业部工业自动化产品规划处处长李立伟说明，工业以太网络拥有高扩充性，支持大量、实时、远距信息传输等多项优点，可适应设备增减变动，扩张网络架构，满足实时跨厂的信息传输要求。除此之外，工业以太网络还支持备援环状网络架构，提高数据传输的可靠度，是智能工厂中信息互通有无可信赖的媒介，也可弥补传统序列通讯接口之不足。
以石化业为例，石化园区动辄数十公顷，业者所需采集的监控数据、控制参数，横跨园区内数十个厂房，可以想见信息传输量令人瞠目结舌，此外各厂房负责不同上下游制程，厂房间的信息传输更要求实时，不可中断，方能协助业者达到参数最佳化，实行预防性保养维修，进而促成营运零失误，同时极大化发电利益。
现场总线通讯协定 百家争鸣，因此将现场总线IP化，是打造工业4.0智慧工厂的关键技术
PC-based控制器串接工厂每个角落
然不可讳言的是，现场总线通讯协议百家争鸣，布建工业以太网络并非易事，此外打造智慧工厂必须以既有的设备、系统为基础。目前工厂自动化市场由西门子(Siemens)、洛克威尔(Rockwell)、Beckhoff等工业自动化大厂所主导，这些大厂经长期的可靠度及稳定性验证，此生态不太可能有变化，因此工业以太网络使用的网络协议标准便需兼容于大厂所制定的PROFINET、PROFIBUS、EtherNet/IP、DeviceNet、EtherCAT等多种通讯协议。
在此情形之下，PC-based控制器效益也益加明显。李立伟解释，首先，PC-based控制器所支持的通讯接口较可程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller；PLC)来得广且有弹性。其次，PC-based控制器扩充简单，今若产线新增机台、厂区新增现场仪器、抑或是置入PC-based控制器，拉线即可完成，对生产制造干扰较小，甚至不会造成作业停摆，反观PLC控制系统则未必如此。2013年海外产业大展上，诸多任务控业者不一而同侧重PC-based控制器系统，PC-based控制器魅力从中可见一斑。
李立伟指出，迈向全IP化智慧工厂的同时，需顺应工业控制市场的既定潮流，由于制造现场可能混合采用不同供货商不同通讯协议的控制系统，例如半导体业者的制程控制与废水处理系统便未必选自同一供货商，又如石化业者因园区建期分段，各期选用的控制系统也是不尽相同；再如车厂、家电制造工厂，制造现场更是混合一般商用计算机与工业控制器。而PC-based控制器便可协助制造业者打造全IP智慧工厂，并在工厂转型过程中，力促生产平顺稳定。
新汉计算机推出NIFE解决方案(NEXCOM Industrial Fieldbus Embedded Computer)，整合全系列不同处理器架构、机型尺寸的PC-based控制器，支持FBI(Fieldbus Interface)适配卡支持各式现场总线通讯协议，并搭配完整软件能力，从实时与非实时操作系统、控制软件、HMI/SCADA软件整合不一而足，并通过原厂测试验证，确保PC-based控制器、通讯适配卡、软件三者兼容。
透过矩阵式的软硬组合，新汉缜密整合出稳定的工业控制系统，连结现场端与工厂端，进而将信息共享至上层管理端及营业端，以俾在工业4.0时代，协助制造业者打造全IP智慧工厂，藉以实现智慧生产(Smart Production)、绿色生产(Green Production)、都市生产(Urban Production)之愿景。
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(8/29/2013) |
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