2019冠状病毒病大流行永久性地改变了全球数万家企业的运营方式。它还改变了许多视图自动化和数字转换(DX)计划。事实证明，在企业希望让办公室人员长期远程工作的情况下，后者是有用的;更灵活地切换操作从开启到空闲和返回;允许工厂车间以更方便的方式保持社交距离;并不断适应悬而未决的供应链问题。DX程序巧妙地促进了商业实践中的这些和其他转变。
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DX功能的核心是智能机器，可以接受来自远程位置的命令;根据需要简化(使用软件甚至人工智能驱动的环境映射)重新配置;自我诊断机械和编程问题。事实上，这些特征正是智能机器与单纯自动化机器的区别所在。无论设备是固定的传统机器、可重构模块还是工业机器人，这都是适用的。对协作工业机器人(cobots)进行编程以满足此类智能机器任务尤其简单。
智能机器通信简化了数据提取和随后的分析，这与传统的SCADA系统形成鲜明对比，后者需要工厂经理的大量关注。
核心智能机器功能主要本地化用于离散自动化的硬件包括工业控制器、人机界面和电机驱动器。这些组件的智能版本包括机载诊断和反馈处理功能，以支持连接系统自身的数据需求。例子:一些逆变器包含传感器来检测操作环境中的腐蚀或灰尘条件;冷却风扇反馈布线跟踪风扇健康;以及带有电路和固件的连接端口，以促进大量工业物联网和人工智能通信。
维护联网机器的安全
设计工程师对智能机器的一个合理担忧是它们的网络安全。毕竟，连接可以成为黑客攻击、病毒植入、破坏和数据泄露的途径。幸运的是，有很多标准和解决方案可以将安全性构建到智能机器组件中。在美国，国家标准与技术研究院(NIST)信息技术实验室应用网络安全科以及国土安全部的国家网络安全与通信集成中心和工业控制系统网络应急响应小组(ICS-CERT)提供框架，以降低未经授权访问工业系统的风险。然后，供应商为最终用户提供监控工具(通常是订阅服务)，以检测意外的数据下载和由恶意行为者引起的异常机器行为。
具有讽刺意味的是，未连接的设备和具有边缘或不完全连接的智能机器可能是最脆弱的。这是因为此类机器无法看到需要立即隔离的新出现问题或活动问题。受网络安全故障影响最大的设备是不受监控或缺乏连接以接收定期安全更新的设备。
智能机器的使用无线工业物联网维护技术
由于它们变得越来越具有成本效益，无线通信协议和传感器现在是智能工厂IIoT连接的重要形式-特别是对于机器监控。在尽可能早地检测不可访问或远程设备的故障非常重要的情况下，无线技术是最合理的。需要注意的是，低速设备可能需要专门的无线传感器来实现这一功能。当设备运行到不可接受的故障时，例如当设施没有第二个设备来执行给定的任务时，基于无线的状态监测功能也被证明是合理的。这里需要注意的是，必须有其他智能工厂元素(如聚合和分析系统)来提取可操作的项目。
通过无线传感赋予智能工厂功能的适用性部分取决于必须收集数据的频率。由于无线传感器要么靠电池供电，要么靠收集能量，它们只能间歇性地收集和传输测量数据。这使得它们最适合于泵等在稳定状态下连续运行的设备。也就是说，监控变速轴上的电机是可能的，因为简单的分析可以验证频率和分辨率在规格范围内。当无线传感器用于监测机器故障和操作振动的变化时，它必须能够监测适当的频率范围。
无线连接的其他形式(和用途)
适当部署的无线解决方案提供了机器监控之外的好处。这些功能包括智能工厂与企业系统的连接，以及对机器功能动态变化的操作反馈——甚至输出可定制的产品。
这些功能的无线产品通常与各种标准兼容。考虑一下无线网络USB棒，它可以为工业pc提供远程连接。一些包括WLAN和4G/3G/2G移动通信选项。这些操纵杆适用于移动机器人和自动引导车辆(agv)以及需要与中央控制器或监控和数据采集(SCADA)系统进行无线通信的一系列其他类型的设备。用户甚至可以监控基于驱动器的诊断，以便基于包含事件频率信息的实际应用程序数据进行更好的预防性维护。
近年来，人机界面、连接和控制器功能的融合支持高度复杂的自动化和企业级操作。
农业、建筑和游乐园装置中的移动机械借用了许多智能工厂结构，赋予了曾经需要一个或多个操作员的设计自主能力。如今，在这种情况下，现成的自动化控制器可以提供必要的无线和安全技术，以保护人员并与现有计算机系统通信。
5G尤其有望从云连接中受益的制造业务，因为它具有生产网格所需的带宽和稳定性，特别是在作为校园网实现的情况下。但由于所有机器基础设施通常都有网络连接，一些人预计5g工业网络不会很快普及。这并没有阻止组件和系统供应商为5G在工业环境中的可能性做准备。事实上，那些为5G技术的采用做准备的人预测，增强现实、虚拟设计和人工智能将同时扩张。随着速度的指数级增长，许多人预计处理时间将比目前工业4G系统快10倍。事实上，无线5G技术能够支持外部服务器对复杂过程的实时控制，例如执行像3D打印这样复杂的过程。
以太网在智能机器中继续扩展
基于工业以太网的协议继续超越传统的现场总线，用于自动化安装中的数据消息传递……事实上，基于以太网的协议现在已在超过40%的工业网络中使用。的确，一些现场总线比不确定的传统以太网产品更可靠，但以太网的速度领先。更具体地说，一些旧的总线系统只有1到20 Mbit的数据速率，没有实时功能，因此慢慢地失去了市场份额，因为基于以太网的选项具有至少100 Mbit的速率。当然，总线协议对于许多简单的工业任务来说已经足够了，因此在未来的几十年里还会继续使用。
以太网数据速率支持实时跟踪和处理数据。另外，与现场总线和设备网络需要不同的物理层不同，以太网只需要一个物理层就可以工作……而现在，前面提到的以太网供电(PoE)让设计工程师可以进一步利用单个物理层。特别是在工业物联网和运动控制的交叉点，PoE连接处于领先地位。从PoE连接中获得足够的能量来驱动电机是一件很困难的事情……但是在工业以太网交换机中快速采用更高功率的IEEE标准支持了这里的扩展。例如，802.3at标准为连接的设备提供25w的功率，这足以使NEMA-14步进电机满负荷运行。一些用于这种安排的集成电机通过两种标准以太网电缆(RJ45或x编码M12)之一接受电源和通信，并支持常见的网络协议，如Modbus TCP和以太网/IP。实际上，基于以太网的连接通常采用以太网/IP的形式。这个应用层协议允许控件和I/O之间的通信;某些适应允许同步和确定性多轴运动控制。
虽然物联网在消费设备中最容易被外行看到，但工业物联网是巨大的。物联网的大部分应用都在商业、工厂和医疗环境中，在近6万亿美元的物联网市场中，超过三分之一是在制造业。
如图所示:来自LAPP的ETHERLINE ACCESS PROFINET交换机可以通过web界面进行配置。它们在需要长距离高传输速率的地方提供帮助……并且具有RJ45端口以及用于光纤电缆和快速千兆以太网的小尺寸可插拔(SFP)端口。有的将光纤的光信号转换成电信号，实现100mbit /s或1gbit /s的单模或多模传输。否则，这条线路的ETHERLINE ACCESS U04TP01T交换机(加固用于挂载近场设备)有4个RJ45端口，支持PoE (Power over Ethernet)， 1个端口用于快速以太网。在这里阅读更多关于这些产品的信息。
串行实时通信系统(SERCOS) III采用工业以太网电缆连接驱动器、运动控制器、传感器、I/O、电机和其他执行器。有了SERCOS III，确定性双向实时运动和控制通信成为可能。还有其他利用以太网优势的协议包括用于控制自动化技术的以太网(EtherCAT)、PROFINET和CC-Link。
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