利用PLC的靈活性設備制造商同時管理多個機器

　　網絡技術能實現高速、安全、可靠的全廠數據傳輸。PLC具有增強的診斷和通訊功能，提供智能、低維護需求的系統，可以為工廠帶來顯著的效益。現在，生產制造商能夠提高精度，提供更快的生產速度，降低錯誤以及節約材料和人力成本。
　　
　　隨著人機交互在工廠的廣泛使用，勞動力在生產制造過程中充當大腦和動力的日子已經一去不復返了。一個主要的例子就是PLC，在自動化和生產制造等各個工業領域，PLC成為主力已經很多年了。通過與幾乎所有設備(從傳感器、設備保護到運動控制、*識別設備)接口，PLC確保設備的順利運行。利用PLC帶來的靈活性，設備制造商能夠同時管理多個機器,，從而實現過程自動設備進一步的整合，提高產品的質量，降低運營成本。
　　
　　使用PLC的好處*。控制功能的增強，得益于PLC對效率提高的貢獻以及工業以太網的幕后支持。并且，這些技術使人機交互成為一種無縫、有益的結合。工業以太網由各種各樣的通訊協議組成，具有確定的功能，可以為自動化系統提供一種有效的替代方案。
　　
　　由于具有*的性能、復雜的功能、簡化的安裝，PLC是現代生產制造工業的基石。但是，為了有效的利用這些設備，用戶必須理解網絡在其中扮演的關鍵角色，同時必須考慮個體的需求以提供*的解決方案。他們一道構成了統一的基礎設施：從管理層一直延伸到車間層的網絡，該網絡具有與生俱來的可擴展性，可以持續滿足不斷發展的工業需求。
　　
　　利用網絡擴展PLC功能
　　
　　盡管PLC為工廠可視化通訊開啟了一扇大門，但是將生產制造可視化和控制提高到新層次的，卻是因為網絡設備的整合將實時網絡、可視化技術、控制和通訊能力結合起來。隨著網絡持續發展，在很多以前根本不可能的領域，提供監視和控制功能。使用現場總線到以太網總線轉換的結合，來開發企業范圍的控制網絡。網絡功能和PLC的融合，使用戶能夠降低分布式控制系統主處理器的負載，將控制層設備布置到更靠近應用的地方。此外，通過與分布式I/O的結合，生產制造商可將數據采集、通訊和全廠連接流線化，從而降低總的運營成本。
　　
　　處理能力、數據存儲能力和通訊能力使現代PLC成為能提供智能化、強大的現場層應用控制的理想解決方案。
　　
　　網絡：PLC如果要成為網絡工具，用戶必須具有必要的帶寬，支撐實時工業以太網的運行。由于連接和通訊需求在不斷的增加，PLC也必須升級，從而為多個網絡技術提供支持。盡管沒有任何一款工業網絡可以適用于所有的*I/O解決方案，但是通過使用多個網絡協議，PLC可以根據需要將企業層連接到工廠層。由于網絡協議擴展了功能，PLC成為驅動和支持這些新增功能的必要設備。
　　
　　為了確保這些集成系統能夠連續進行工作，維護這些工業自動化網絡就成為關鍵環節。zui重要的是要有一個穩定的網絡。因此，維護網絡的可用性是十分關鍵的。這就要求系統支持必要的帶寬、較高的數據傳輸率以滿足應用的需求，以及在維護操作和連接故障快速恢復時的數據保護需求。
　　
　　同速度與可用性一樣，冗余性對于性能和可靠性十分重要。非計劃停機時間的延長，可能成為工廠生產能力的一個潛在威脅。但是，冗余技術不僅能提供毫秒級的網絡恢復技術，而且能夠顯著降低使用費用。
　　
　　分布式控制：利用分布式控制技術，使自動化系統的不同部分可以在整個系統中實現分散化。這就意味著系統的某些部分，可以由布置在靠近控制對象的不同控制器來控制。對于廣泛的應用需求，就可以使用多個不同的形式因子。此外，通過將I/O數據適當的分散到整個應用中(機柜內或機器上)，生產制造商就可以降低必要件的數量，從而減小自動化和控制設備的體積。
　　
　　分布式控制提供了一種內在的可擴展性，允許用戶靈活使用模塊化設計，按照需要對I/O進行配置，在將來可以快速、低成本的對系統進行擴展。分布式智能系統不但不會額外增加PLC的負載，并且可以通過擴展，用同一個PLC來控制自動化應用，使系統能夠適應將來的功能需求。這就意味著用戶能夠通過增加尺寸和功能就能擴展系統，同時仍然保持PLC系統的標準化。
　　
　　在卸載負荷期間，一些控制功能從主控制器(PLC或者PC控制)上轉移到分布式I/O上(布置在機器或者是機柜內)可以降低網絡負載。這是因為通過分布式I/O，主控制器不需要請求遠程I/O提供輸入狀態或觸發輸出。帶有控制/可編程功能的分布式I/O系統，能夠處理特定的任務，調節與監控的通訊以及發送到主控制器的狀態數據。
　　
　　通過允許遠程I/O組態，生產制造商利用很少的I/O點就可以實現高水平的連通性(即使是在很廣泛的區域)，為各種各樣的工業和應用提供高性價比的控制解決方案。大型工廠需要廣泛的監視和控制功能，如果在每個地點都設置控制器，從實現和經濟性的角度來講并不經濟。這需要冗長的安裝過程和昂貴的費用，包括長距離鋪設線纜，將I/O點通過硬接線連接起來。比如，從遠處的工廠、設施獲取數據時，就可以使用遠程I/O系統。循環周期、點數、時間或者是事件等信息被送回到PLC用于編制維護和管理報告。另外，硬接線增加了錯誤發生的可能性，比如接線錯誤，就需要長時間的停機來改正錯誤。
　　
　　*I/O能力：網絡技術早就不僅僅是標準數字輸入、數字輸出、模擬量輸入和模擬量輸出功能。比如，*I/O能包括RFID技術、用于運動控制的SSID和串行輸入、數據日志、條形碼和二維矩陣識別系統等。更智能、更*的I/O系統產生了更多的數據，PLC必須能夠對其進行處理。
　　
　　典型的工廠環境需要更緊湊的控制系統來控制生產過程，這導致需要的不僅僅是離散的I/O。PLC配置了*的I/O，比如模擬量信號處理、溫度和RFID，這都會消耗更多的帶寬。
　　
　　例如，PROFINET使用了三個不同的通訊通道與PLC和其它設備交換數據。標準TCP/IP通道被用于參數化的組態，非周期性的讀、寫操作。實時(RT)通訊旁路標準TCP/IP接口，加速與PLC系統的數據交換。第三個是用于運動控制的高速同步實時通道。
　　
　　在現場整合網絡和PLC
　　
　　遠程I/O:油氣工業處理危險的工業化境，要求有很高的準確性和可靠性。對一個應用而言，不但需要可靠的性能，而且必須適應不斷改變的需求和不斷增加的指令，傳統的控制解決方案并不理想，因此需要模塊化的解決方案，從而可以進行解列和運輸。對于油氣工業，一個基本的需求是利用創新的連接解決方案，能夠實現超長距離的通訊并且不會犧牲性能，或者不容易受到環境的影響。這些要求需要控制設備比如PLC和網絡協議的可靠結合。
　　
　　對于這些工廠，如何設計分布在較廣區域的工廠設備是一個挑戰，這需要網絡來處理大量的信號，并且需要在降低接線空間的同時，保留必要的維護空間。使用分布式I/O系統，在危險區域能快速斷開接線系統，為復雜的問題提供了一種有效的答案。便于組態的系統與過程應用提供了遠程I/O功能。一根以太網線就可以處理大量的數據通訊，將多達150個遠程信號從工廠的不同區域送回到PLC。
　　
　　利用精密的接線系統，作為現場過程儀表的終端，在接線盒處將這些信號增強，提高其效率。而且，利用屏蔽雙絞線將信號從接線盒傳輸到PLC機柜，鎧裝屏蔽雙絞線連接接線盒與儀表，就不再需要將所有的電纜分別連接至PLC了。反之，過去使用的8芯電纜已經被整合成一根電纜。由于電纜槽的體積較小，PLC機柜的體積也因此會減少。這帶來了額外的費用節省。
　　
　　此外，為了滿足油氣市場及其危險區域的特別需求，必須正確安裝這些設備。提供的選項包括經經認證的、可用于危險等級為2組/2區的網絡協議，增強型溫度信號，4~20mA以及離散信號,并將這寫信號高速傳輸至PLC。
　　
　　增強的自動化：對煤炭生產企業而言，在整個工廠區域內，需要大量的運輸系統，將煤炭從存儲地運輸到磨煤機。在所有時間內，這些運輸系統都必須具有較高的可靠性，以提高工廠的生產能力。這樣，選擇自動化就是一種必然的結果，但是這需要在工廠內安裝無數的傳感器和執行器，并對其進行管理和維護。
　　
　　為滿足這些特殊的需求，使用現代的Fieldbus系統來傳輸PLC和傳感器/執行器的信號，可以提供必要的自動化水平、控制以及持續性。那些采用模塊化設計并可以提供強大保護功能的設備，如果正確的使用Fieldbus系統，不僅可以在所有設備間提供不受電磁干擾影響的通訊，而且可以保證數據的高度完整性，不會受到振動的影響，并且具有豐富的診斷功能。
　　
　　拿煤炭工廠作為例子，該工廠具有：兩個運輸站，兩個磨煤機以及一個填埋坑，用于處理煤炭垃圾。在這些運輸站間，煤炭通過數個傳輸帶進行運輸。煤炭在經過不同的步驟進行運輸的過程中，一個十分關鍵的工作就是記錄詳細的數據。每個傳輸帶都有自己的控制柜，安裝了連接器、馬達回路開關和分布式I/O。模塊化I/O站，通過網絡協議，比如DeviceNet。將模擬和數字信號傳遞到更高層次的PLC系統，這些信號反映了傳輸系統的狀態，包括進料速率、偏置、或料位數據等。在對獲取的數據進行評估后，PLC將工廠狀態提交給信息管理系統。所有的控制通過兩個Fieldbus控制網絡就可以實現。
　　
　　由于可靠、、靈活的Fieldbus技術能夠提供容錯的產品，所以生產制造商確信可以實現連續的煤炭運輸。由于使用防護等級為IP67的Fieldbus系統，該解決方案滿足煤炭生產企業的高要求，并具有維護簡單、診斷快速、安裝簡易、不易發生錯誤、電纜費用低等特點，zui終能夠確保，即使是在嚴酷的環境中，工廠也能和安全地運行。
　　
　　結論
　　
　　沒有任何兩家工廠的生產制造環境是相同的。但是，生產制造商都有一個共同的目標：在生產高質量產品的同時，能夠使生產效率、生產能力和利潤率zui大化。控制設備，比如PLC和*企業網絡的集成，為實現這些目標提供了策略上的準備。
　　
　　目前的網絡技術能實現高速、安全、可靠的全廠數據傳輸。PLC具有增強的診斷和通訊功能，提供智能、低維護需求的系統，可以為工廠帶來顯著的效益。現在，生產制造商能夠提高精度，提供更快的生產速度，降低錯誤以及節約材料和人力成本。