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使用西门子TIA博途这样的一体化工程平台,能带来哪些好处?

2024-05-11John DeTellem

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为了提高工程效率,将各种平台整合在一起有助于简化流程并提升一致性。比如西门子的TIA 博途(TIA Portal )一体化工程平台就能够实现各个部门的高效协作。

    对新生产线的设计和运营进行敏捷的数据分析和仿真是制造商保持竞争力的必要条件。在增加新生产线或扩建现有生产线的所有生命周期阶段(机器设计、规划、工程设计、调试和服务),实施一体化的工程设计平台可带来诸多优势。

    通用工程平台为所有专业提供统一的可用性、数据一致性和透明度。这种组合需要将传统上彼此隔离的数据库和系统集成到一起。

01 采用一体化工程平台的优势

    通用工程平台为运营和维护以及新设备的部署提供了显著的竞争优势。适用于所有工程任务的统一平台将可编程逻辑控制器 (PLC)、网络、输入/输出 (IO) 设备、人机界面 (HMI)、驱动、安全、通信和外围设备内在地联系在一起,并提供了一个具有开放式协作平台接口的统一数据平台。

    这样就可以实现工程流程的并行化,包括标准化的交换格式和通用数据库,从而最大限度地减少使用多个平台时不必要的协调工作。统一的平台应为全自动工作流程而设计,包括自动PLC代码生成和自动HMI可视化生成,并允许工程工作流程中的重复性任务实现自动化。

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▲一个通用工程平台可涵盖HMI设计、PLC编码、网络调试和驱动器优化等过程

    适用于机器生命周期所有阶段的共享平台有利于创建标准化的可重复使用软件组件库,从而确保软件质量,提高设计效率,并支持模块化、灵活的机器。新功能可以像模块一样添加,而不会对现有功能造成风险。数据导入和导出的开放式接口可以确保对所有运营层面的可见性,并在车间使用边缘数据分析进行敏捷决策。

    符合标准的编程和自动化标记语言允许工程部门在规划过程中利用多种工具复用配置数据。用户管理、库和版本控制机制支持清晰的代码结构和问责制,而命名空间则可以避免在项目范围内重复命名的问题。

    对故障安全编程的支持可以确保经过验证和测试的安全代码能够无缝应用于新机器。在可扩展环境中的集成测试和仿真,利用连续集成方法实现集成逻辑测试和自动化测试,并通过自动生成的系统诊断提供一致、可靠的诊断。

02 集成大量孤立的数据

    现代设备生成了大量的实时数据:运营参数、机器日志、传感器数据、输出效率数据、能耗数据和用户访问信息等。这些关键数据库往往是孤立的,很难用其进行整体分析。有效的分析和决策需要垂直数据集成、情境化和数据模型同步。实施跨业务和生产领域的系统,并贯穿增加或扩展新生产线的所有生命周期,对于保持竞争力至关重要,但也可能非常复杂。

    边缘设备可以在机器层面更轻松地处理这种复杂性。机器层面的分析、数据“标签”以及将数据实时导出到统一的云报告系统,都可以通过边缘设备实现自动化。利用强大的运营技术(OT)边缘计算解决方案所提供的实时见解,制造商可以使用分析来简化供应链运营,实施主动维护策略,加强质量控制,优化能源消耗,并实现敏捷决策。通过在机器层面进行一些数据处理,可以实现分析并更好地与信息技术(IT)系统集成,还可以直接为工厂和全公司的报告提供信息。

    OT数据提供了宝贵的见解,使敏捷决策、过程优化和预测性维护成为可能。边缘计算能够直接分析和可视化工厂车间的运营数据,确保运营人员和工厂经理能够做出满足生产所需的关键决策。利用实时分析,制造商可以改进决策,降低成本并增强竞争优势。

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▲标准化平台可实现工程、协作和仿真,同时与信息技术和运营技术硬件无缝集成

    要实现这一点,需要工厂车间强大的边缘计算解决方案。该解决方案可以实时分析工厂车间的数据,对其进行适当的标记和分类,然后将其存储在云中,从而进行高级报告。根据Dresner咨询服务公司的数据,89%拥有分析和商业智能计划的制造商认为他们是成功的,超过了同行业的其他企业。

    03 IT/OT集成和多用户工程

    IT和OT系统之间连接不畅使得数据可见性和决策变得困难。IT和OT系统之间缺乏充分的数据共享,可能会导致重复、不一致或潜在的数据丢失,从而影响决策。

    IT/OT集成和数据安全是现代工厂关注的重点领域。在实现统一平台以提高效率时,必须将其设计为支持多用户工程,从而在项目服务器上实现简单的协作和跟踪,并促进多用户调试。异步调试支持PLC的下载,包括安全应用程序和访问保护。这允许在工程和调试阶段就多用户项目进行合作,从而缩短上市时间。通过简单的代码合并,可以自动标记修改后的对象和更新通知,从而增强项目服务器的并行工作能力。跟踪变更和回滚功能是高效协作的关键功能。

    通过位于中央数据中心并可在全球范围内访问的项目服务器,IT 部门可以连接到公司现有的用户管理(如 Windows Active Directory)。通过这种方式可以将项目、库和组分配给单个用户或组以进行访问保护。IT/OT集成是高效管理系统中个性化安全的基础,允许开放通信标准受到最先进的安全(传输层安全)和中央用户管理(通用消息验证码、用户主目录)的保护。

    IT部门可以定义项目用户和角色,并对其进行分配,允许独立于项目的设置,并允许系统仅对用户进行维护,从而结束项目间的工作复制,并确保自动化数据的安全处理。

    在当今的商业环境中,效率和协作是必不可少的。一体化的工程平台实现了高效协作,缩短了产品的上市时间,并减少了增加成本的重复任务和流程。了解统一平台的关键功能非常重要,这样提高效率和数据可见性就不会以牺牲安全性为代价。

    由于工厂需要适应不断变化的需求和意想不到的供应链挑战,灵活性和效率必须齐头并进。为了有效应对制造商面临的挑战,决策者需要确保他们的团队能够无缝协作,以实现最佳效果。

    关键概念: 

    ■ 了解海量数据为系统集成和决策分析带来哪些挑战。

    ■ 为什么IT/OT集成对安全以及协作和数据分析非常重要?

    思考一下: 

    采用统一的工程平台有哪些优势?

    ▲本文来自于控制工程中文版杂志(CONTROL ENGINEERING China)2024年3月刊《技术文章》栏目:一体化的工程平台如何实现高效协作?

责任编辑:杨培
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