通过PC控制实现工业4.0的无缝连接，让企业处于IT和OT融合的前沿

本文来自于《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2016年10月刊杂志，原标题为：通过基于PC 的控制实现工业4.0 的无缝连接

简化工厂操作、减少运行停机时间、降低成本的能力，已经成为现代企业的黄金准则，也是工业4.0和IIoT真正应该讨论的对象。为保持竞争力，企业必须深度挖掘数据，将其整理成有用、可以付诸实施的形式，提供给决策制定者。利用基于PC的控制系统的优势，让企业处于自动化和信息技术融合的前沿。

尽管工业物联网（IIoT）和工业4.0技术成为每个人津津乐道的话题，已经有相当一段时间了，但是仍有充足的理由相信，我们仍然停留在收集信息的阶段。隐含在智慧工厂概念背后的核心构想是：围绕着建立高度互联性以及有效管理每天世界各地的生产制造企业所产生的大量关键数据，以获取有价值的信息来优化业务和工艺过程。

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连接性和大数据

鼓励公司拥抱大数据和云连接通讯的业务需求正在持续增长。这是在未来相当长时间内需要讨论的一个话题。生产制造运营会产生巨量数据，因此需要找到一种合适的方式，对这些数据进行深度挖掘，获得有用、可执行的数据形式，以便企业的决策制定者能够获得所需的信息，从而使企业保持竞争力和创新。

但是，存储和传输这些数据，只是开启数字化道路的第一步。提高与工厂运行细节方面的集成，使企业能够获得更多的运行知识，以获得优化工艺过程的具体方法，这才是最重要的部分。预测性维护以及优化的控制方案等，都有助于企业减少停机时间、缩短生产周期时间或降低能源消耗，为企业提高生产效率、降低生产成本指明了方面，而这在以前是根本无法实现的。

虽然可以通过很多方式来实现这些概念，但基于PC的控制系统严格遵循标准，为企业提供了一个有效的手段来实现这类功能。此外，基于PC的控制系统本身所具有的优势，使之处于自动化技术和信息技术融合的前沿。

通过工业物联网（IIoT）与工厂运营的整合,企业能够获得更多的运行知识，获得优化工艺过程的具体方法。图片来源：倍福

在自动化和控制领域，这种融合几乎无处不在，但并不仅仅如此，基于PC的控制领域具有最高的集成度。基于云连接的工业数据库、面向对象的制造工艺以及控制系统通知，被推送到移动设备，这些只是创新型公司众多激动人心的新鲜事物的一部分。

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自动化与信息技术的融合

IIoT和工业4.0具有很强的互连性，但是通过这些互连设备所传输数据的价值，需要深度挖掘。无缝、周期性同步的数据采集和存储，是实现有效生产、吞吐量分析以及矫正设备中过程误差的前提条件。

为此，物联网（IoT）软件所需具有的功能包括：以标准化格式、周期性同步存储所有与过程相关的数据。这些数据可以就地保存在控制器中，也可以保存在公司网络服务器上基于云的解决方案，或在一个公有云上，这一切都取决于公司需要。该平台提供了生产制造过程和生产数据的临时镜像，以便在故障发生时，能提供一个理想的基线信息来协助分析，从而可以对机器进行综合状况分析，获取其它有价值的功能。

记录的过程和生产数据，可以用于在线或离线分析，也可以检查机器的周期时间，以便获得最小周期、最大周期和周期平均值。在线和离线状态分析、预测性维护、模式识别、机器优化和长期数据存档等特性，可以帮助公司寻求完整的商业智能化，以便覆盖运行最完美的细节部分。

另一个新功能，涉及点到点移动的重要数据，能够确保无论任何时间、在世界上的任何地方，获得授权的人员都可以访问这个数据。该功能支持用于云通信的标准化通讯协议，如MQTT、AMQP以及用于智能设备无缝集成的OPC-UA。

通过应用程序，如大数据、模式识别、或基于云的工况与功率监测等，所实现的传统控制任务的扩展，会进一步会提升企业的生产能力和设备效率，加快新产品投入市场，通过对新产品进行适当的裁剪，以快速适应不断变化的需求。

通过基于PC的控制系统和IIoT软件，利用软件图形用户界面，在IoT设备和互联网服务之间建立无缝连接，成为一个通过简单配置就可以完成的任务。相应服务可以托管在公有云或私有系统、局域网络中。使用这些平台和服务，以及先进的、基于PC的控制系统（支持与这些服务的连接），提供了一个快速配置方案；过程数据就可以被获取和分析了。

任何制造运行过程中所产生的的数据，都不能忽视其价值，将这些数据转化为实现简化工厂操作、减少运行停机时间、降低成本的能力，已经成为现代企业的黄金准则。这就是工业4.0和IIoT真正应该讨论的对象。基于PC的控制系统，正是制造企业孜孜不倦寻求的系统，在智慧工厂的大潮中，它可以创造可衡量、令人信服的商业成果。

“无缝、周期性同步的数据采集和存储，是实现有效生产、吞吐量分析以及矫正设备中过程误差的前提条件。”（作者：Daymon Thompson）