隨著科技不斷進步，工業 4.0 的潛力日益得到釋放。在此背景下，工廠運營者正加大資源投入，大力發展智能工廠，提高運營效率。事實上，最近一項研究表明，到 2026 年，全球智能工廠市場規模較 2021 年預計將增長 9.33%。不過，要想享受工廠智能化的紅利，運營者首先要全面掌控生產車間的狀態。這意味著要在生產線上部署更多的傳感器和系統，以便工程師收集充足信息，開展分析，最終制定合理的智能化方案，提升工廠效率。
要建立對生產線狀態的全局認知，需要收集不同類型的信息。例如生產線的生產狀態，這一信息反映了生產線的運行情況，從中可以看出是否存在或者可能出現積壓現象。實時監控生產過程，有助于更好地消除停機隱患，提高生產率。跟蹤機器運行狀態，可助您合理安排維護任務，減少意外事故。此外，在生產線上增設溫度和濕度傳感器，可最大限度避免生產活動因環境因素而中斷。
在打造完美智能工廠應用的過程中，無論您想收集何種信息，都需要在生產線和控制中心之間建立順暢穩定的連接，而這為工程師提出了巨大挑戰。如果遠程站點和控制中心之間缺乏可靠的連接和網絡保障，工廠運營者就無法完整獲取準確的數據，也就無從統籌規劃，優化運營效率。那么，如何才能在生產線中建立可靠的連接？以下建議供您參考：
詳細評估連接需求
為生產線創建連接時，首先要了解您的現場設備使用何種通訊接口和協議，以及設備的配套系統是什么。初期階段，您通常會遇到以下三種情況。
● 從傳統設備獲取運營信息。傳統設備一般專為您的生產需求設計，可靠性高，使用時間長，但其中通常沒有網絡接口，或只具備串口等傳統通訊接口。面對這種情況，可以考慮使用傳感器來采集不具備任何通訊能力的設備中的生產信息，或使用串口轉以太網解決方案，從傳統設備中獲取數據。
● 在控制中心監控生產狀態。 生產線通常由工程師借助現場 PLC 和 HMI 進行控制。若要使用中央系統監測和控制生產線，就必須在中央系統和現場 PLC 及 HMI 之間建立通訊連接。然而，機器供應商常用的通訊協議可能與 SCADA 系統并不兼容。這種情況下，就需要采用協議轉換解決方案，為 SCADA 系統與現場 PLC 及 HMI 建立通訊。
● 盡可能減小環境影響。 監測環境參數的傳感器種類繁多，包括溫度、濕度、氣壓等傳感器。這些傳感器帶有多個 I/O 接口，您需要采用能夠輕松收集信息的遠程 I/O 解決方案。此外，請注意，遠程 I/O 解決方案的協議必須與 SCADA 系統兼容。
無論遇到以上哪種情況，要想順利采集數據，提升運營效率，就一定會產生一系列連接需求。您應仔細評估所有可用的連接方案，謹慎挑選，確保您的設備和系統之間連接穩定，且維護負擔小。
部署可靠靈活的實時監控網絡
智能化生產線對網絡容量和網絡狀態顯示提出了更高的要求。規劃網絡通訊時，您需要仔細評估傳輸帶寬、網絡控制能力，以及每個網絡節點是否易于管理。首先，您要計算網絡帶寬需求。聯網生產線通常會增設傳感器和系統，因此產生更多數據。這些海量數據不僅需要足夠的傳輸帶寬，還需要網絡冗余，避免因意外斷網而出現丟包。
其次，您的聯網設備需要支持現場和控制中心的通訊協議，以便工程師實時監控并采取相關操作。此外，如果您要部署自適應生產控制系統，或生產線上有時間關鍵型流程，那么您可以考慮采用時間敏感網絡 (TSN) 技術部署網絡，該標準以太網通用基礎設施能適時將您的指令傳送至正確地點。
最后，部署大量網絡設備勢必會帶來大量的安裝和維護工作。您應該做好規劃，找到能夠簡化網絡部署管理的高效方案。
網絡威脅不容忽視
近年來，針對工業應用的網絡攻擊越來越多，網絡安全比以往任何時候都更加重要。事實上，最近一項調查顯示，40% 的制造商都表示過去一年曾遭遇網絡安全事故，運營活動受到影響。威脅無處不在，形式多種多樣，包括未經授權的訪問、無保障程序，以及可能導致生產線中斷的拒絕服務攻擊。為減少安全隱患，首先要查明聯網設備的安全級別。如果您使用的是“安全始于設計”的產品，可使用檢查清單來核驗產品是否安全。此外，我們建議您務必執行網絡分區，如此一來，就算真的遇到網絡攻擊，威脅擴散的速度也會較慢。最后，請務必謹記，安全并非一日之功，而要持之以恒。您要時常監控設備和安全狀態，定期進行漏洞掃描，才能掌握主動權，實現未雨綢繆。