工業(yè)現(xiàn)場總線IP化 打造工業(yè)4.0智慧工廠關(guān)鍵技術(shù)

摘要：「工業(yè)4.0 (Industry 4.0)」的精髓在于網(wǎng)絡(luò)延伸極大化，打通產(chǎn)、銷任督二派，產(chǎn)銷信息快速整合溝通，打造智能工廠。從工廠實務(wù)而言，智慧工廠不僅是達到工廠自動化，遠程監(jiān)控制程，確保生產(chǎn)順暢，還可協(xié)助制造業(yè)者整合各廠生管、物管及倉管，實時排配產(chǎn)能的需求與規(guī)模，避免大興土木之余，同時迅速提高產(chǎn)能，滿足客制化訂單的實時生產(chǎn)需求。

工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)大量、實時、遠距信息傳輸

在智慧工廠的愿景之下，布建工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)與PC-based控制器，力促工廠全面IP化儼然成為當今顯學(xué)。新漢計算機工業(yè)計算機事業(yè)部工業(yè)自動化產(chǎn)品規(guī)劃處處長李立偉說明，工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)擁有高擴充性，支持大量、實時、遠距信息傳輸?shù)榷囗梼?yōu)點，可適應(yīng)設(shè)備增減變動，擴張網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，滿足實時跨廠的信息傳輸要求。除此之外，工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)還支持備援環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽慷�，是智能工廠中信息互通有無可信賴的媒介，也可彌補傳統(tǒng)序列通訊接口之不足。

以石化業(yè)為例，石化園區(qū)動輒數(shù)十公頃，業(yè)者所需采集的監(jiān)控數(shù)據(jù)、控制參數(shù)，橫跨園區(qū)內(nèi)數(shù)十個廠房，可以想見信息傳輸量令人瞠目結(jié)舌，此外各廠房負責不同上下游制程，廠房間的信息傳輸更要求實時，不可中斷，方能協(xié)助業(yè)者達到參數(shù)最佳化，實行預(yù)防性保養(yǎng)維修，進而促成營運零失誤，同時極大化發(fā)電利益。

◆現(xiàn)場總線通訊協(xié)定 百家爭鳴，因此將現(xiàn)場總線IP化，是打造工業(yè)4.0智慧工廠的關(guān)鍵技術(shù)

PC-based控制器串接工廠每個角落

然不可諱言的是，現(xiàn)場總線通訊協(xié)議百家爭鳴，布建工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)并非易事，此外打造智慧工廠必須以既有的設(shè)備、系統(tǒng)為基礎(chǔ)。目前工廠自動化市場由西門子(Siemens)、洛克威爾(Rockwell)、Beckhoff等工業(yè)自動化大廠所主導(dǎo)，這些大廠經(jīng)長期的可靠度及穩(wěn)定性驗證，此生態(tài)不太可能有變化，因此工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標準便需兼容于大廠所制定的PROFINET、PROFIBUS、EtherNet/IP、DeviceNet、EtherCAT等多種通訊協(xié)議。

在此情形之下，PC-based控制器效益也益加明顯。李立偉解釋，首先，PC-based控制器所支持的通訊接口較可程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller；PLC)來得廣且有彈性。其次，PC-based控制器擴充簡單，今若產(chǎn)線新增機臺、廠區(qū)新增現(xiàn)場儀器、抑或是置入PC-based控制器，拉線即可完成，對生產(chǎn)制造干擾較小，甚至不會造成作業(yè)停擺，反觀PLC控制系統(tǒng)則未必如此。2013年海外產(chǎn)業(yè)大展上，諸多任務(wù)控業(yè)者不一而同側(cè)重PC-based控制器系統(tǒng)，PC-based控制器魅力從中可見一斑。

李立偉指出，邁向全IP化智慧工廠的同時，需順應(yīng)工業(yè)控制市場的既定潮流，由于制造現(xiàn)場可能混合采用不同供貨商不同通訊協(xié)議的控制系統(tǒng)，例如半導(dǎo)體業(yè)者的制程控制與廢水處理系統(tǒng)便未必選自同一供貨商，又如石化業(yè)者因園區(qū)建期分段，各期選用的控制系統(tǒng)也是不盡相同；再如車廠、家電制造工廠，制造現(xiàn)場更是混合一般商用計算機與工業(yè)控制器。而PC-based控制器便可協(xié)助制造業(yè)者打造全IP智慧工廠，并在工廠轉(zhuǎn)型過程中，力促生產(chǎn)平順穩(wěn)定。

新漢計算機推出NIFE解決方案(NEXCOM Industrial Fieldbus Embedded Computer)，整合全系列不同處理器架構(gòu)、機型尺寸的PC-based控制器，支持FBI(Fieldbus Interface)適配卡支持各式現(xiàn)場總線通訊協(xié)議，并搭配完整軟件能力，從實時與非實時操作系統(tǒng)、控制軟件、HMI/SCADA軟件整合不一而足，并通過原廠測試驗證，確保PC-based控制器、通訊適配卡、軟件三者兼容。

透過矩陣式的軟硬組合，新漢縝密整合出穩(wěn)定的工業(yè)控制系統(tǒng)，連結(jié)現(xiàn)場端與工廠端，進而將信息共享至上層管理端及營業(yè)端，以俾在工業(yè)4.0時代，協(xié)助制造業(yè)者打造全IP智慧工廠，藉以實現(xiàn)智慧生產(chǎn)(Smart Production)、綠色生產(chǎn)(Green Production)、都市生產(chǎn)(Urban Production)之愿景。