金字塔范式長(zhǎng)時(shí)間地占據(jù)著主導(dǎo)地位，以至于許多人忘記了建立控制系統(tǒng)還有更好的方法。圖爾克去中心化的分布式控制系統(tǒng)，顛覆傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的金字塔架構(gòu)，分布式智能特性將機(jī)器數(shù)據(jù)簡(jiǎn)換為有價(jià)值的信息，為自動(dòng)化新時(shí)代奠定基礎(chǔ)。一支體制健全的分布式控制隊(duì)伍往往比一個(gè)嚴(yán)格按層級(jí)建立的團(tuán)隊(duì)更高效。分布式控制讓每個(gè)人了解自己的工作和最終目標(biāo)，中央管理層則無(wú)須事必恭親。

　　人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)的融合，不僅改變了傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)方式，也掀起了制造業(yè)從“制造”到“智造”轉(zhuǎn)變。而這個(gè)智能制造的轉(zhuǎn)變過(guò)程，也是打破傳統(tǒng)控制系統(tǒng)體系架構(gòu)的過(guò)程，是去中心化的分布式控制系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的金字塔式控制系統(tǒng)的過(guò)程。那么，究竟什么是分布式控制?圖爾克去中心化的的分布式控制又有哪些特點(diǎn)?部署圖爾克去中心化的的分布式控制將獲得怎樣的收益呢?

　　什么是分布式控制

　　分布式控制相對(duì)金字塔式控制架構(gòu)而來(lái)，旨在打破僵化的層級(jí)結(jié)構(gòu)，將控制任務(wù)移至本地設(shè)備完成。

　　1992年，普渡大學(xué)計(jì)算機(jī)集成制造聯(lián)盟提出普渡模型(Purdue Model)，并在該架構(gòu)模型的基礎(chǔ)上誕生了ISA-95標(biāo)準(zhǔn)。在Purdue模型和ISA-95標(biāo)準(zhǔn)的框架下，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)形成了金字塔架構(gòu)，從車間層到企業(yè)層的信息流向出發(fā)，集中控制系統(tǒng)分成了若干層級(jí)，并在生產(chǎn)領(lǐng)域和企業(yè)管理領(lǐng)域之間引入防火墻等內(nèi)置安全管理機(jī)制。

　　過(guò)去，金字塔式架構(gòu)下，自動(dòng)化總是為層級(jí)和漫長(zhǎng)的決策路徑所主宰;如今，隨著時(shí)代的變遷和技術(shù)的發(fā)展，金字塔架構(gòu)的層級(jí)正在變得越來(lái)越具滲透性，信息和數(shù)據(jù)不再是簡(jiǎn)單的逐層流動(dòng)和處理。數(shù)據(jù)既可以來(lái)自于各種傳感器(比如溫度傳感器、振動(dòng)傳感器)、智能元器件(比如變頻器、閥門)，也可以來(lái)自設(shè)備控制器(比如PLC、CNC)，車間控制系統(tǒng)(比如SCADA、RMS)，或者企業(yè)管理運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)(比如ERP，SCM)。

　　面對(duì)海量的信息和多樣的控制需求，去中心化的分布式控制系統(tǒng)，借助邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)、云等新興信息化技術(shù)，通過(guò)一套體制健全、各司其職的隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析與挖掘，工業(yè)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的軟件化與模塊化、工業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用的開(kāi)發(fā)與運(yùn)行，從而支撐生產(chǎn)智能決策、業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新、資源優(yōu)化配置和產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育的發(fā)展。

　　圖爾克去中心化的分布式控制系統(tǒng)

　　圖爾克通過(guò)先進(jìn)的傳感器技術(shù)、智能的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、創(chuàng)新的工業(yè)軟件和安全的無(wú)線傳輸技術(shù)構(gòu)建的去中心化的分布式控制系統(tǒng)，依靠分布式智能特性將機(jī)器數(shù)據(jù)簡(jiǎn)換為有價(jià)值的信息，通過(guò)智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)打破僵化的層級(jí)結(jié)構(gòu)，將控制任務(wù)移至本地設(shè)備完成，最大限度降低成本、保障產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)的高可用性，提升生產(chǎn)資源的可擴(kuò)展性或靈活性。

　　http://www.turck.com.cn/cn/LandingPages/decentralized-automation-37277.php

　　通過(guò)智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)，圖爾克去中心化的分布式控制系統(tǒng)，對(duì)機(jī)器和設(shè)備實(shí)現(xiàn)自診斷，從而減輕連接到中央控制系統(tǒng)的通信線路的負(fù)荷。信息只在檢測(cè)到錯(cuò)誤或異常后才會(huì)被發(fā)送。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，智能的傳感器和本地邊緣設(shè)備能夠進(jìn)行自行判定。

　　圖爾克去中心化的分布式控制系統(tǒng)中將不同的控制功能遷移到機(jī)器模塊上，實(shí)現(xiàn)一致的模塊化，不僅結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)易，而且每個(gè)模塊都可獨(dú)立運(yùn)行，并可提供給相鄰模塊(甚至中央控制系統(tǒng))簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)具有易于使用的服務(wù)型接口，方便控制。分布式控制系統(tǒng)中的模塊化機(jī)器可通過(guò)帶集成邏輯控制器的I/O系統(tǒng)或?qū)嶋H的緊湊型PLC來(lái)執(zhí)行。兩種產(chǎn)品組(I/O模塊和控制器)都可以設(shè)計(jì)為IP20防護(hù)等級(jí)，應(yīng)用于控制盒中，或設(shè)計(jì)為IP67防護(hù)等級(jí)，直接安裝在分布式控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)。相對(duì)而言，分布式控制系統(tǒng)無(wú)需控制柜的IP67版本在接線和靈活性方面優(yōu)勢(shì)更加明顯。由于分布式控制系統(tǒng)無(wú)需中央安全控制器或F-CPU，將安全邏輯遷移到I/O模塊上還有其他優(yōu)勢(shì)，例如快速執(zhí)行安全功能以及整體而言更具性價(jià)比的安全架構(gòu)等。

　　圖爾克的分布式識(shí)別技術(shù)，使得去中心化的分布式控制系統(tǒng)中的工件載體和產(chǎn)品，(在即使沒(méi)有數(shù)據(jù)庫(kù)的情況下，也能直接通信。分布式控制系統(tǒng)中的產(chǎn)品可以直接告訴機(jī)器該做什么，使從生產(chǎn)到售后的各流程從中受益。

　　部署圖爾克去中心化的分布式控制系統(tǒng)的益處

　　當(dāng)部署了圖爾克去中心化的分布式控制系統(tǒng)，每個(gè)分支節(jié)點(diǎn)都將具有高度自治的特征，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)“小中心”，不僅能更有效的保障工業(yè)生產(chǎn)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，而且對(duì)整個(gè)工業(yè)生態(tài)都將有所受益：

　　1. 縮短設(shè)備制造周期

　　? 即使在生產(chǎn)階段中，亦可動(dòng)態(tài)響應(yīng)客戶需求的變化

　　? 通過(guò)分布式特性，實(shí)現(xiàn)在設(shè)備交付前機(jī)器整體和機(jī)器模組離線測(cè)試

　　? 模塊可重復(fù)使用，實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)

　　2. 快速調(diào)試

　　? IP67組件和快速連接器簡(jiǎn)化接線

　　? 減少或取消控制柜，大大減少布線的需求

　　? 利用分布式控制，可在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)完成工廠驗(yàn)收檢測(cè)

　　3. 降低機(jī)器成本

　　? 現(xiàn)有模塊可重復(fù)使用，降低設(shè)計(jì)成本

　　? 人工成本低，減少布線和機(jī)械作業(yè)

　　? 顯著降低所需的管理和運(yùn)營(yíng)成本

　　4. 更高的可用性

　　? 減少對(duì)中央控制系統(tǒng)的依賴，降低故障風(fēng)險(xiǎn)

　　? 通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)故障實(shí)現(xiàn)前期干預(yù)

　　? 故障發(fā)生時(shí)，僅需更換較低配置的模塊，簡(jiǎn)單方便

　　為自動(dòng)化新時(shí)代奠定基礎(chǔ)

　　自動(dòng)化的現(xiàn)在和未來(lái)再也無(wú)法被置于傳統(tǒng)的金字塔的層級(jí)中。有了圖爾克去中心化的分布式控制系統(tǒng)，你可使用傳感器檢測(cè)機(jī)器磨損，使用RFID標(biāo)簽了解機(jī)器是否正確配置以執(zhí)行后續(xù)指令、及其下一步操作，又或使用I/O模塊對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行獨(dú)立操作，依靠分布式控制的分布式智能特性將機(jī)器數(shù)據(jù)簡(jiǎn)換為有價(jià)值的信息，為自動(dòng)化新時(shí)代奠定基礎(chǔ)。

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