典型的工业自动化系统一般在四大部分组成,它们之间可以实施低延迟与实时高速的通信。这四大组成部分分别为:传感器、人机界面、PLC与马达驱动器。而且工业自动化的心脏是新一代高级智能传感器,它可以让产品生产线持续运行,通过低延迟和实时网络,连接到高性能可编程逻辑控制器以及人机界面系统。现代工厂自动化系统的信息和数据传输越来越依赖于智能传感器。从前,传感器只负责监控和测量,却不分析。不过现在,随着传感器变得更加智能,它们能够更好地对其所检测的工作进行评估,并能实时地完成任务。传感器的诸多功能包括检测温度、运动、光学对象和位置、重量、加速度、化学成分、气体、气压或者其他压力、液体流动以及物理世界的其它方面。
在心在竞争日益激烈的全球市场中,高效的工业生产能力通常取决于每间工厂自动化系统的速度、精度与可靠度。就算是是在一些低劳动力成本的地区,制造厂商们也渴望提高他们自动化系统的精密度,因为他们知道,如果不这么做就会危及其在全球经济中的位置。当然,对制造厂商而言,时间就是金钱。只要制造的产品能够达到规定质量水平,高效的生产线就会尽可能快地持续运行。高速、可靠的传感器必须非常迅速(数毫秒甚至更快)地监控或者测量生产线的各种状态。在这以后,网络必须以最小时间的延迟、并且不中断生产的情况下,传输这种信息。我们就需要大量的工业通信协议来实现所要求的关键通信性能,例如:PROFIBUS?/PROFINET?、Ethernet/IP?、EtherCAT?、POWERLINK、SERCOS? III等。另外,如PLC等处理元件必须正确地实时响应,否则会影响生产率,造成损失利润。
现在工业自动化将面临的基本挑战和我们已经克服了的一些挑战一样。为了取得更好的结果,控制系统必须继续提高其实时响应能力、可靠性、精确性、精密性与整体成熟度。要想满足这些要求,一个必不可少的条件是不断发展传感器技术,组网与其它联网技术。
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