随着低价整合式自动化控制系统(该系统将工业软件、输入/输出设备以及以太网设备完美结合)的问世,控制工程师们能够更有效地运用工业自动化手段来提升生产灵活性并降低生产成本。
可编程逻辑控制器(PLC)作为工业控制系统的关键,无论小型或大型都是如此。当今的控制器在可靠性方面已显著优于往昔,并且功能亦增强许多。过去,如何有效控制小型设备常常令人困扰,主要原因在于难以寻找到既具优秀性能、价格合理,又能与之配套的控制器和以太网装置。然而,现如今,通过运用价格较为低廉的小型PLC并配备相应的输入输出接口,这一问题便得以轻松解决。相比之下,高端PLC控制系统则要求机械工程师们实现编程简捷快速、通用性强、控制精细的控制器与人类-机器交互界面(HMI)的集成。PLC还需支持以太网通信,如调制解调器TCP、以太网/IP,甚至现场总线。
理想情况下,制造商应有能力同时提供硬件及软件解决方案,打造全套即“一站式”解决方案,涵盖快速编程、设备运行、设备改进、维修频率下降、停工风险及减产风险的降低等等。然而在现实场景中,尤其是面对大规模、复杂的自动化控制系统,实现上述设想颇具难度。
现场总线标准化使得不同现场总线产品可以共存于同一控制系统。此外,以太网的数据访问物理层也订立了统一的规范。凡此种种使得生产流程更为简便,无论系统所采用的通信协议为何,其输入/输出接口保持一致。
设计师更倾向于选用含有标准组件的I/O系统,而非自主开发全新系统,这类I/O系统支持模拟量、数字量、特殊输入输出、IP20及IP67位置选择。
初时,商用型以太网组件价格或许相对较低,但往往无法适应工业现场较为严苛的环境条件。因此,从长远考虑,选择具备大功率、工业级别的以太网转换器,可以节约大量的电缆费用。
针对小型独立网络,非管理型交换机当是最佳选择,无需进行额外配置即可将数据传输至预定设备。若组建较为复杂的网络,那么引入一台管理型交换机至关重要,这样就能构筑一个具备强大功能、远程监控及诊断、兼对内部冗余网络开放的以太网系统。
管理型交换机可灵活配置。例如,借助简易网络管理协议,仅需通过标准浏览器即可完成网络设置。如需系统实现高速控制并具备控制网络和工业现场之间的自恢复连接,便可为管理型交换机安装高性能装置,如快速生成树协议、高速环网冗余技术、组播报文自动监测及查询、虚拟局域网、portsecurity等。