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控制器升级——“以旧换新”的三个关键步骤

作者:Mark T. Hoske2024.11.29阅读 1014

  
图片来源:Rockwell Automation
  更新控制系统可促进制造企业的数字化转型、运营效率和可持续发展。三个关键步骤可以帮助实现控制器或控制系统的现代化。
  控制系统现代化可以为制造企业带来很多好处CONTROL ENGINEERING China版权所有,包括生产力的提高和风险的降低等等。罗克韦尔自动化公司大型控制器商业营销经理Kris Dornan表示,现代化控制系统可以提高资产利用率和系统性能,在全球范围内轻松访问可操作的全厂信息,通过延长产品生命周期提高可持续性,以及通过提高系统灵活性培养创新能力。
  01  实现控制器现代化的关键步骤
  当制造企业需要升级控制器或控制系统时,Dornan建议需要考虑三个重要步骤:
  ■ 评估并了解控制器或控制系统生命周期风险的当前状态。
  ■ 为现代化制定详细规划。
  ■ 有效实施并调试项目。虚拟调试具有相当大的价值,可以创建工厂的数字孪生,通过虚拟实施来解决任何可能出现的问题,从而降低控制器迁移的风险。
  在大规模迁移项目中,可以首先解决控制系统中最迫切的部分,从而最大限度地减少过程中的风险。此外,更新的控制系统和现代软件,有助于吸引年轻的工程师,从而可以填补许多行业所面临的日益严重的技能短缺。
  02  数字化转型的挑战
  互联的平台可以更好的实现数据共享和开用,这是大多数工业数字化工作的一部分。许多工厂通常都有传统的可编程逻辑控制器(PLC)、工业PC、瘦客户端和图形终端、移动应用程序和场外集中管理的服务www.cechina.cn,现代控制系统通常使用更易于通信的协议,以便信息能够流动。
  虽然现代化系统能带来更高的效率,但现实中的数字化转型和工业4.0工作却有些滞后。根据2020年5月对七大行业的360名全球高管和高级管理人员所进行的一项独立盲测调研,92%的工业过程制造商还没有完全做好工业转型的准备,尽管 57%的企业表示现代化和迁移工程对其业务有帮助。
  调查预计,大概有715亿美元的过程自动化系统基础装置即将达到20年的使用寿命,其中78%的操作控制系统使用寿命超过10年。ARC咨询集团对157家过程制造商的研究表明,转型障碍包括组织问责制、文化和员工变革管理。
  03  现代控制系统和智能设备带来的好处
  Dornan说,由于控制器嵌入到智能设备中可以实现自动化和控制,因此升级到最新的智能设备,也可以提高数据驱动的生产力、网络安全、安全性和可持续性。具有逻辑设备和控制功能的智能设备,包括先进的变频器、伺服驱动器、电机启动器、状态监测设备、功率监测设备、安全设备和传感器等。
  智能设备可以提高生产效率www.cechina.cn,以更低的成本生产出质量更高的产品,支持合规性,识别和解决工人安全问题,并优化供应链。具体来说,智能设备在以下几个方面为制造企业带来了优势:
  ■ 具有情境的实时数据,包括电流、电压、千瓦时、运行时间、温度和安全性。
  ■ 获得有关生产产量、警告和报警、能源使用和停机原因的情境信息。
  ■ 通过分析获得知识,如平均维修时间、预测性维护指标和整体设备效率。
  ■ 通过更高效的过程工作流和连续性来优化操作。
  对于控制器来说,生命周期通常从激活、成熟、寿命终止到停产。与传统控制器相比www.cechina.cn,现代控制器具有更好的性能、可用性、寿命、安全性、升级的通信和网络安全。其优点包括更容易与其他工厂系统集成,包括具有先进以太网功能和 OPC 统一架构(OPC UA)的业务系统。一些系统通过符合IEC 62443-4-2标准来提高网络安全性,并提供可扩展的安全选项,包括安全完整性级别(SIL 2 PLd /SIL 3 PLe)、面向未来的现代输入/输出 (I/O)功能、支持更多运动轴(多达 256 轴)和多达300个EtherNet/IP节点。
  04  控制器升级的三种方式
  对于想升级智能设备、控制器和控制系统的企业来说,可以自己实施,也可以从自动化供应商那里获得帮助,或者从系统集成商那里获得支持。
  帮助设备和控制器升级的工具,包括用于选择和系统架构设计的控制设计软件(有些是免费的)、将逻辑从传统控制器迁移到现代控制器的转换工具、旧控制器程序以及控制器和I/O接线转换系统。Dornan建议,如果代码太过老旧,那么有足够的理由从头开始,包括使用现代代码库。可以与自动化供应商讨论更多选项。
  自动化供应商可以对控制器升级项目提供帮助,包括对第三方设备进行现代化或更换、迁移和转换。生命周期服务可以包括培训评估、安全审计和评估、安装基础评估以及网络和网络安全评估,以最大限度地降低过时风险。
  系统集成商可以是独立的,也可以与自动化供应商合作提供服务,通过应用和行业专业知识展示自动化控制系统的能力。
  Dornan说,过时的控制器除了缺少必要甚至是根本没有支持工程师、维护和操作人员之外CONTROL ENGINEERING China版权所有,还会产生不必要的风险。过时的控制器可能无法满足当今的数字化转型或网络安全要求,也无法为可持续性和全球净零碳要求提供足够的测量和控制。
  关键概念: 
  ■ 三个关键步骤可以帮助实现控制器或控制系统的现代化。
  ■ 大多数人都知道现代工业控制器可以提供帮助,但尚未解决升级障碍以实现智能设备和现代控制系统提供的好处。
  思考一下: 
  控制器或控制系统的现代化可以为企业带来哪些好处?
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