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图尔克 | 去中心化的分布式控制

图尔克 | 去中心化的分布式控制

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颠覆传统金字塔架构、迈向自动化的未来

金字塔范式长时间地占据着主导地位,以至于许多人忘记了建立控制系统还有更好的方法。图尔克去中心化的分布式控制系统,颠覆传统控制系统的金字塔架构,分布式智能特性将机器数据简换为有价值的信息,为自动化新时代奠定基础。一支体制健全的分布式控制队伍往往比一个严格按层级建立的团队更高效。分布式控制让每个人了解自己的工作和最终目标,中央管理层则无须事必恭亲。

人工智能、大数据、物联网等信息技术与传统制造业的融合,不仅改变了传统制造业的生产方式,也掀起了制造业从“制造”到“智造”转变。而这个智能制造的转变过程,也是打破传统控制系统体系架构的过程,是去中心化的分布式控制系统替代传统的金字塔式控制系统的过程。那么,究竟什么是分布式控制?图尔克去中心化的的分布式控制又有哪些特点?部署图尔克去中心化的的分布式控制将获得怎样的收益呢?

什么是分布式控制

分布式控制相对金字塔式控制架构而来,旨在打破僵化的层级结构,将控制任务移至本地设备完成。

1992年,普渡大学计算机集成制造联盟提出普渡模型(Purdue Model),并在该架构模型的基础上诞生了ISA-95标准。在Purdue模型和ISA-95标准的框架下,工业自动化控制系统形成了金字塔架构,从车间层到企业层的信息流向出发,集中控制系统分成了若干层级,并在生产领域和企业管理领域之间引入防火墙等内置安全管理机制。

过去,金字塔式架构下,自动化总是为层级和漫长的决策路径所主宰;如今,随着时代的变迁和技术的发展,金字塔架构的层级正在变得越来越具渗透性,信息和数据不再是简单的逐层流动和处理。数据既可以来自于各种传感器(比如温度传感器、振动传感器)、智能元器件(比如变频器、阀门),也可以来自设备控制器(比如PLC、CNC),车间控制系统(比如SCADA、RMS),或者企业管理运营系统(比如ERP,SCM)。

面对海量的信息和多样的控制需求,去中心化的分布式控制系统,借助边缘计算、大数据、云等新兴信息化技术,通过一套体制健全、各司其职的队伍,实现数据分析与挖掘,工业经验知识的软件化与模块化、工业创新应用的开发与运行,从而支撑生产智能决策、业务模式创新、资源优化配置和产业生态培育的发展。

图尔克去中心化的分布式控制系统

图尔克通过先进的传感器技术、智能的现场设备、创新的工业软件和安全的无线传输技术构建的去中心化的分布式控制系统,依靠分布式智能特性将机器数据简换为有价值的信息,通过智能化、网络化技术打破僵化的层级结构,将控制任务移至本地设备完成,最大限度降低成本、保障产品质量,提高生产的高可用性,提升生产资源的可扩展性或灵活性。

通过智能状态监测,图尔克去中心化的分布式控制系统,对机器和设备实现自诊断,从而减轻连接到中央控制系统的通信线路的负荷。信息只在检测到错误或异常后才会被发送。当故障发生时,智能的传感器和本地边缘设备能够进行自行判定。

图尔克去中心化的分布式控制系统中将不同的控制功能迁移到机器模块上,实现一致的模块化,不仅结构更简易,而且每个模块都可独立运行,并可提供给相邻模块(甚至中央控制系统)简化的数据信息,同时具有易于使用的服务型接口,方便控制。分布式控制系统中的模块化机器可通过带集成逻辑控制器的I/O系统或实际的紧凑型PLC来执行。两种产品组(I/O模块和控制器)都可以设计为IP20防护等级,应用于控制盒中,或设计为IP67防护等级,直接安装在分布式控制系统的现场。相对而言,分布式控制系统无需控制柜的IP67版本在接线和灵活性方面优势更加明显。由于分布式控制系统无需中央安全控制器或F-CPU,将安全逻辑迁移到I/O模块上还有其他优势,例如快速执行安全功能以及整体而言更具性价比的安全架构等。

图尔克的分布式识别技术,使得去中心化的分布式控制系统中的工件载体和产品,(在即使没有数据库的情况下,也能直接通信。分布式控制系统中的产品可以直接告诉机器该做什么,使从生产到售后的各流程从中受益。

部署图尔克去中心化的分布式控制系统的益处

当部署了图尔克去中心化的分布式控制系统,每个分支节点都将具有高度自治的特征,每一个节点都是一个“小中心”,不仅能更有效的保障工业生产的高速运转,而且对整个工业生态都将有所受益:

缩短设备制造周期

△ 即使在生产阶段中,亦可动态响应客户需求的变化

△ 通过分布式特性,实现在设备交付前机器整体和机器模组离线测试

△ 模块可重复使用,实现快速设计

快速调试

△ IP67组件和快速连接器简化接线

△ 减少或取消控制柜,大大减少布线的需求

△ 利用分布式控制,可在生产区域内完成工厂验收检测

降低机器成本 

△ 现有模块可重复使用,降低设计成本

△ 人工成本低,减少布线和机械作业

△ 显著降低所需的管理和运营成本

更高的可用性

△ 减少对中央控制系统的依赖,降低故障风险

△ 通过对现场机器的状态监测,对故障实现前期干预

△ 故障发生时,仅需更换较低配置的模块,简单方便

    

为自动化新时代奠定基础

自动化的现在和未来再也无法被置于传统的金字塔的层级中。有了图尔克去中心化的分布式控制系统,你可使用传感器检测机器磨损,使用RFID标签了解机器是否正确配置以执行后续指令、及其下一步操作,又或使用I/O模块对执行器进行独立操作,依靠分布式控制的分布式智能特性将机器数据简换为有价值的信息,为自动化新时代奠定基础。

如果您想了解图尔克去中心化的分布式控制系统包含的具体产品和成功应用案例,请持续关注我们!

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王静
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