工業(yè)4.0：PLC面臨新機(jī)遇

在當(dāng)今全球經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境下，制造工藝的細(xì)小改進(jìn)可產(chǎn)生巨大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。這種觀念正在驅(qū)使工廠車間發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變。制造商正在部署最新的傳感器技術(shù)，采用新的控制架構(gòu)，并開(kāi)始挖掘“大數(shù)據(jù)”和數(shù)據(jù)分析的潛力。

　　用于跟蹤環(huán)境和過(guò)程監(jiān)測(cè)變量的傳感器數(shù)量不斷增長(zhǎng)，工廠通過(guò)將PLC靠近控制過(guò)程，尋求減少瓶頸以及縮短環(huán)路的機(jī)會(huì)，這就加速了向分布式控制架構(gòu)的轉(zhuǎn)變。最終，提高運(yùn)營(yíng)效率和收益預(yù)期將推動(dòng)發(fā)生自PLC發(fā)明以來(lái)最大的工廠改造。

　　這為PLC工程師帶來(lái)了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。為贏得這一市場(chǎng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師需要將更多的I/O和功能封裝起來(lái)，以保證更小的體積。問(wèn)題是，能夠從微處理器數(shù)字器件獲得的空間相對(duì)較小。當(dāng)今的高級(jí)PLC模塊中，模擬和分立式元件占據(jù)了大約85%的電路板空間。電路板上這一顯著問(wèn)題是工程師們不容忽略的關(guān)鍵因素。對(duì)于微型PLC和嵌入式控制器，許多在前期工作良好的模擬和分立式元件占據(jù)太大的空間。只有憑借更高的集成度、跨PLC平臺(tái)設(shè)計(jì)，才能實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的優(yōu)勢(shì)。

　　新一輪工業(yè)革命已經(jīng)到來(lái)

　　得益于數(shù)字產(chǎn)業(yè)革命，多年以來(lái)，PLC日益強(qiáng)大，能夠處理更多輸入、更寬字節(jié)以及更為復(fù)雜的指令集?，F(xiàn)在，模擬和傳感器技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新正在幫助制造商充分發(fā)揮計(jì)算資源的優(yōu)勢(shì)，包括工廠內(nèi)部和云端。工業(yè)4.0代表了將這種智能化與廣泛的檢測(cè)范圍、分布式控制以及可靠、無(wú)縫連接整合在一起的愿景。

　　認(rèn)清大數(shù)據(jù)的作用

　　按照摩爾定律的穩(wěn)定發(fā)展，使得我們擁有了海量處理能力的機(jī)器。企業(yè)能夠處理TB甚至PB級(jí)數(shù)據(jù)，從而強(qiáng)化決策層管理，不斷發(fā)現(xiàn)新市場(chǎng)，優(yōu)化過(guò)程。對(duì)于制造商而言，最大的挑戰(zhàn)是收集數(shù)據(jù)并根據(jù)數(shù)據(jù)采取措施。為解決這一問(wèn)題，目前涌現(xiàn)出三大技術(shù)趨勢(shì)：

　　全方位感測(cè)

　　傳感器及其接口成本的持續(xù)下降，使得制造商能夠跟蹤更多的變量和數(shù)據(jù)類型。

 　　分布式控制

　　使控制器更靠近受控機(jī)器，克服提高產(chǎn)量和靈活性的瓶頸。

　　無(wú)縫連接

　　制造商將工廠車間連接到企業(yè)網(wǎng)，開(kāi)發(fā)大數(shù)據(jù)運(yùn)作和分析潛力。這種做法收益頗豐，但也帶來(lái)了系統(tǒng)級(jí)的安全問(wèn)題。

　　新的整合問(wèn)題

　　PLC的最大問(wèn)題是沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)真正的問(wèn)題所在。根據(jù)近期的市場(chǎng)調(diào)研，大多數(shù)工程師仍然認(rèn)為數(shù)字技術(shù)提供了節(jié)省空間的最佳機(jī)會(huì)。而數(shù)字芯片在PLC模塊中僅占據(jù)15%至20%的電路板空間。真正的問(wèn)題在于模擬和分立元件占據(jù)絕大多數(shù)的PCB空間。這些器件在PLC模塊中占據(jù)高達(dá)85%的電路板空間。而這些器件不像數(shù)字芯片那樣具備大規(guī)模集成，所以需要更高集成度來(lái)節(jié)省PCB空間。

　　解決這一問(wèn)題要求新的模擬設(shè)計(jì)方法。系統(tǒng)設(shè)計(jì)師僅僅選擇指標(biāo)滿足要求的目錄器件，然后大刀闊斧布局PLC的日子已經(jīng)一去不復(fù)返。當(dāng)今的市場(chǎng)要求在空間和能源效率方面再上一個(gè)新臺(tái)階。為確保成功，設(shè)計(jì)師需要系統(tǒng)地尋求模擬電路以及降低功耗的機(jī)會(huì)。

　　PLC整合優(yōu)勢(shì)

　　工業(yè)4.0是贏得PLC市場(chǎng)的根本變革。更小的封裝尺寸、更高的I/O密度以及高級(jí)功能的整合—要想獲取成功，需要利用新策略參與競(jìng)爭(zhēng)，在更小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多功能。摩爾定律并不能解決這些問(wèn)題。這些系統(tǒng)中的大量模擬電路意味著PLC工程師不容忽視擺在面前的模擬整合問(wèn)題。成功不僅僅取決在每平方厘米內(nèi)封裝了多少功能。隨著廠商對(duì)工業(yè)4.0利益的追求，那些能夠系統(tǒng)地整合組件需求的工程師將處于有利地位。