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。它还改变了许多人对自动化和数字化转型(DX)计划的看法。事实证明，后者在企业旨在让办公人员长期远程工作的情况下很有帮助;更灵活地切换操作从打开到空转和返回;允许以更方便的方式在工厂保持社交距离;并不断适应挥之不去的供应链问题。DX程序巧妙地促进了业务实践中的这些和其他转变。

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DX的核心功能是接受来自远程位置的命令的智能机器;根据需要简化重构(使用软件甚至人工智能驱动的环境映射);并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。编程协作式工业机器人(cobots)来满足这种智能机器任务尤其简单。

智能机器通信简化了数据提取和后续分析，这与传统的SCADA系统形成了鲜明的对比，后者需要工厂经理的大量关注。

用于离散自动化的核心智能机器功能主要本地化的硬件包括工业控制器、hmi和电机驱动器。这些组件的智能版本包括板载诊断和反馈处理功能，以支持连接系统自身的数据需求。举个例子:一些逆变器结合传感器来检测操作设置中的腐蚀性或灰尘条件;冷却风扇反馈接线，跟踪风扇健康状况;以及与电路和固件的连接端口，以促进大量的工业物联网和人工智能通信。

维护连接机器的安全性

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，连接可能成为黑客攻击、病毒工厂、破坏和数据泄露的途径。幸运的是，在智能机器组件中构建安全性的标准和解决方案比比皆是。在美国，国家标准与技术研究所(NIST)信息技术实验室应用网络安全部以及国土安全部的国家网络安全和通信集成中心工业控制系统网络应急响应小组(ICS-CERT)为降低未经授权访问工业系统的风险提供了框架。然后供应商为最终用户提供监视工具(通常是订阅服务)，以检测由恶意行为者引起的意外数据下载和异常机器行为。

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最容易受到攻击。这是因为这些机器无法对需要立即隔离的新出现或活跃的问题提供可见性。受网络安全故障影响最大的设备是运行时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

由于无线通信协议和传感器的成本效益越来越高，它们现在是智能工厂工业物联网连接的重要形式——尤其是对于机器监控而言。无线技术是最合理的，因为它对尽早检测无法访问或位于远程的设备的故障非常重要。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。在无法接受设备运行失败的情况下，基于无线的状态监测功能也被证明是合理的——比如当一个设施没有第二台设备来执行给定的任务时。这里需要注意的是，其他智能工厂元素(如聚合和分析系统)必须到位，以提取可操作的项目。

将智能工厂功能与无线传感相结合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，它们只能断断续续地收集和传输测量数据。这使得它们最适合于持续稳定运行的泵等设备。也就是说，在变速轴上监测电机是可能的，因为简单的分析可以验证频率和分辨率在规范范围内。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。这些功能包括与企业系统的智能工厂连接，以及对机器功能的动态更改的操作反馈——甚至输出可定制的产品。

具有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u盘，它可以为工业电脑提供远程连接。有些包括WLAN和4G/3G/2G移动通信选项。该杆可用于移动机器人和自动引导车辆(agv)以及一系列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其他类型设备。用户甚至可以根据包含事件频率信息的实际应用程序数据监控基于驱动器的诊断，以便更好地进行预防性维护。

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，将自主功能赋予了曾经需要一个或多个操作员的设计。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，以保护人员和与现有计算机系统通信。

5G尤其为可能受益于云连接的制造业务带来了希望，因为它具有生产网格所需的带宽和稳定性——尤其是在它作为园区网络实现的情况下。但由于所有机器基础设施通常都有可用的网络连接，一些人预计短期内不会广泛应用基于5g的工业网络。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，那些准备采用5G技术的人预测，增强现实、虚拟设计和人工智能将同时扩展。随着速度的指数级增长，许多人预计处理时间将比目前的工业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流程的实时控制，例如执行像3D打印一样复杂的流程。

以太网继续在智能机器中扩展

基于工业以太网的协议继续取代传统的现场总线，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应用于40%以上的工业网络。确实，有些现场总线比不确定的传统以太网产品更可靠，但是以太网速度领先。更具体地说，一些旧的总线系统只有1到20mbit的数据速率，没有实时功能，因此已经慢慢地失去了市场份额，以以太网为基础的选项具有至少100mbit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，因此在未来几十年里将会继续使用。

以太网数据速率支持实时跟踪和处理数据。另外，不像现场总线和设备网络需要不同的物理层，以太网只需要一个物理层……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一物理层。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为电机供电是很困难的…但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了25w的功率，这足以使NEMA-14步进电机在全功率下运行。一些集成电机通过两根标准以太网电缆(RJ45或X-coded M12)之一接受电源和通信，并支持常见的网络协议，如Modbus TCP和Ethernet /IP。事实上，基于以太网的连接通常以EtherNet/IP的形式存在。这个应用层协议允许控件和I/O之间的通信;某些适应性允许同步和确定性的多轴运动控制。

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。使用SERCOS III，确定性双向实时运动和控制通信是可能的。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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