工业物联网为制造自动化带来积极的影响

在制造业的数字化转型中，我们迎来了被誉为“工业4.0”的时代，这不仅仅是简单的技术革新，更是机器互联的革命。在这一浪潮中，物联网技术成为推动工业自动化的核心力量。从实质上看，无论是被称作工业4.0还是物联网，其本质都在于实现机器间的连接，包括机器与机器之间、与专家系统之间以及与管理执行系统之间的互联。这种互联赋予了我们通过智能设备获取更为精准和实用的信息的能力。这些智能设备涵盖了系统架构级别较低的各个方面，如按钮、伺服驱动器自动补偿、能量监测器、全景摄像机、加速计和急停按钮等。

随着物联网技术的深入发展，工业网络不再局限于设备级的架构，而是将安全、运动控制、机器对机器的智能、自动维护和企业连接性等多个方面融入其中，打破了制造智能的固有边界。从资源管理到智能机器设备，再到预见性维护，物联网为制造自动化带来了前所未有的积极影响。

走进工业4.0时代，物联网为自动化带来了什么呢？

首先是远程连接的更安全实现。物联网技术通过实现万物的互联，使得诊断、配方管理、协作工程以及各种数据采集变得触手可及。之前未能获取的数据，现在通过部署智能传感器得以获取。人们开始意识到，那些智能传感器不仅仅是一个额外的成本，更是一种能够提高生产效率、优化维护的宝贵投资。

在网络安全方面，工业自动化用户的思维发生了重大转变。他们开始更加重视网络安全性，从传统的硬连接安全PLC和继电器转移到更为先进的安全服务器与控制软件的无缝集成。我们的日常生活已经充分证明了网络安全的重要性。在飞行过程中，我们信赖电子导航系统；在城市的地铁系统中，我们放心地乘坐无人驾驶的列车。这些例子都说明，网络安全已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

物联网技术对于工业安全起到了重要的促进作用。通过确定性工业以太网联网，安全系统能够记录下每一个状态变化和操作实例，并通过互联网传送到管理人员的手中。这不仅有助于管理人员实时了解设备的运行状态，还能通过联锁装置或光幕传达的信息帮助分析问题的根本原因。

安全的运动控制作为网络安全功能中最为强大的部分，通过嵌入到伺服机构/变频驱动中的智能软件，能够在安全模式下保持生产线的正常运行。这种智能不仅能提供安全扭矩关闭信息，还能提供受限转矩、速度、位置和加速度等更多信息。这意味着生产线上的机器可以在安全模式下继续运行，而无需因为紧急停机按钮的触发而停止运行。

除了安全方面的应用，物联网技术还在预见性维护方面发挥了重要作用。通过对机器进行状态监控，我们可以预测可能的故障趋势，并根据实际情况而非固定的周期进行维护。这种基于实际状态的监控方式可以大大提高设备的运行效率，减少意外停机的时间。

物联网技术还在资源管理方面发挥了重要作用。通过对能源、水、蒸汽、压缩空气等各种资源的监测，我们可以更深入地了解提高可持续性的巨大潜力。这些监测数据不仅可以帮助我们更好地管理资源，还可以帮助我们实现更为精细化的生产过程控制。

物联网技术为制造业带来了前所未有的机遇和挑战。在这个时代，我们需要不断学习和适应新技术，以便更好地利用这些技术推动制造业的发展。智能进阶：工厂自动化的新纪元

深入设备内部，将智能推向每一个层级，不仅是物联网通信的进步，更是性能提升与人为干预减少的革新。想象一下，先进的伺服驱动器内藏有自动补偿机制，它能响应异常情况，预先消除干扰，无需技术人员对驱动器进行微调。不再需要借助复杂的设备，如示波器或笔记本电脑，一切尽在驱动器内完成。

当我们谈论设备升级和替换时，过去意味着手动重置新组件并加载软件到PC。但现在，这一切都可以自动完成，无需用户的任何干预。板载智能、控制器与设备间的以太网通信使得固件自动降级成为可能，无需技术员的参与，无需维护或升级软件许可证。故障显示被根除，备用组件不再需要在架子上等待灰尘的覆盖。

再进一步，将智能推向设备级的另一个显著应用是I/O切片。带有板载FPGA的I/O切片允许设备和I/O切片之间直接响应，绕过背板、PLC的CPU和系统扫描，响应时间缩短至惊人的1微秒。想象一下，喷胶枪更精确地打胶，商标打印速度更快，传感器和回收站之间的距离在枕式包装机上大幅缩短。这些应用只是冰山一角。

分布式运动控制的概念已经扩展，包括机载分布式密封驱动器，帮助传统电机满足高转矩和高速度的要求。小型驱动器如用于格式转换的步进电机，现在可以通过IP67分布式I/O模块进行高效控制。

自主维护是这一智能化浪潮中的又一重要环节。结合板载智能和廉价固态存储器，操作员和技术人员可以利用动画和视频走查自主解决问题。想象一下，操作员通过手机或平板电脑运行动画，进行故障排除和生产线走查。这就是所谓的“自主维护”，意味着即使是不熟练的操作员也能处理问题，突破语言和读写障碍。控制器可以自动向维护技术员发送信息，提供操作建议，识别故障部件并自动提交订购单。故障信息会被详细记录并上报管理部门、机器制造商和组件供应商。

回顾过去，当我们谈论工业4.0和工业互联网时，可能会存在误解和疑惑。但现在，智能传感器和先进的自动化技术在生产线上发挥着巨大作用。工业4.0和工业互联网虽然名字不同，但实质相同，差异仅在于思维方式和推广策略。德国抓住了物联网在生产领域的潜力，并专注于工业应用。与此美国的物联网支持者则更强调大数据在保持竞争力、产生有机增长方面的作用。

无论名称如何，智能化工厂的未来已经到来。机器制造商和技术供应商应该瞄准这一巨大的市场变革，尤其是欧洲市场，那里对可联网机器的愿景有着深厚的信任。随着技术的进步和应用的拓展，工厂自动化将变得更加智能、高效和自主。深度解读：工业物联网的标准与开放性挑战

从以太网到互联网的跨越：工业物联网的崛起

随着科技的飞速发展，我们已从单纯的工业时代跃进到工业物联网时代。这个时代，TCP/IP、HTTP、FTP等互联网通信标准在工业领域大放异彩，从基于以太网的工业网络到局域网和互联网，物理世界的机器与数字世界的网络紧密相连。如今，即使是成本较低的控制器也预期配备网络服务器和以太网连接。

工控系统的网络安全：不容忽视的挑战

当我们谈论工业物联网，不得不提的是网络安全。ISA/IEC-62443(ISA99)为工控系统的网络安全措施提供了全面的概述，这是一个复杂的领域，需要专业的主题专家参与解决。IT有安全标准，自动化同样需要安全标准。

安全VPN服务器和托管云服务正被广泛采纳，为满足工业自动化特定需求的安全服务正在崭露头角。安全VPN功能正被集成到自动化软件套件中。这为机器制造商和用户带来了便利，他们可以采用软件即服务解决方案，无需投入大量的额外IT基础设施。服务由第三方、控制供应商、机器制造商和集成商提供，包括远程数据采集、监控、数据存储、报告与诊断等。

开放的物联网：标准的重要性

对于工业物联网来说，开放的标准至关重要。如果没有开放的标准，物联网将无法发挥其真正的潜力。想象一下，一个封闭的系统如何能够连接万物？这正是物联网的核心所在。以网络安全为例，它也有国际标准来确保安全。

openSAFETY协议栈是一个很好的例子，它遵循开放的标准并实现了IEC61784-3-13的技术规范。openSAFETY可运行在多个主要工业网络的应用层，如Profinet、EtherNet/IP等。这是一个重要的进步，因为它允许任何自动化供应商开发兼容的控制器和设备。专用协议可能会限制连接性和第三方访问，这对于物联网的发展是不利的。为实现真正的开放性，我们必须确保安全并允许所有自动化供应商开发与之兼容的控制器和设备。

在这个时代，我们不能让工业4.0和工业互联网的争论阻碍我们前进的步伐。它们其实是一回事——通过以太网/互联网连接机器，实现更高效、更智能的生产方式。我们必须确保所有相关技术和标准都是开放和统一的，以确保我们的机构能够充分利用这一技术革新带来的所有好处。