现场总线之工业超实用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,*,现场总线之工业,4.0,（中国制造,2025,）,目录,目录页,三,.,工业,4.0,各国战略,四,.,工业,4.0,之中国制造,2025,二,.,工业,4.0,到来,一,.,现场总线（与无线通信的融合）,过渡页,一,.,现场总线（与无线通信的融合）,现场总线简介,现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。,现场总线与无线通信的融合,简介与主要特点,1.1,现场总线通信模型主要特点：,1,、对,OSI,参考模型进行简化。通常只采用,OSI,模型的第,1,层和第,2,层及最高层应用层。目的是简化通信模型结构，缩短通信开销，降低成本及提高实时性能。,2,、各种类型现场总线并存，并在各自的应用领域获得良好的应用效果。,3,、采用相应的补充方法实现被删除的,OSI,各层功能。,4,、通信数据的信息量较小。,发展优势,现场总线与无线通信的融合,1.2,使用无线连接设备的便利已经导致了在消费电子（商业）领域中无线技术被空前成功的应用。在此基础上基于无线技术的应用开始出现在各个领域。在现场总线中的优势更是多方面的。,第一，在工业环境中往往需要大量的布线，采用无线技术不仅会使安装和维护的成本有效减少，而且会使设备的调整规划和重新配置更加的容易。,第二，无线技术的引入对于解决在有化学腐蚀、震动和移动部件等恶劣环境中对各种线缆的潜在损伤等问题显得更加有效。,第三，考虑到工厂设备中适应性和灵活性，固定系统可以通过无线技术和现有的移动子系统或移动机器人连接通信。,第四，对在工厂设备进行临时访问任务（如诊断或程序设计等）使用无线技术会更加简化（如使用无线手持设备）。,二者融合的发展优势,现场总线与无线通信的融合问题,现场总线与无线通信的融合,1.3,二者融合的一些问题,1),融合的方法大多处于理论研究阶段或需要对原有的现场总线进行改造，而一些厂家又不想使现正运行的现场总线暂停工作。这使得现阶段的一些其无线接入技术在现场总线中应用变得困难。,2),可靠性不是很高，易受外界的电磁场的干扰。,3),无线信道的实时性和出错率达不到要求,4),没有合适的协议机制和传输调度,现场总线的无线接入方法,现场总线与无线通信的融合,1.4,现场总线的无线接入方法,按在不同层上实现接入可以将接入方案分为三大类：,用户层接入 数据链路层接入 物理层接入,过渡页,二,.,工业,4.0,到来,工业,4.,0,2.1,工业,4.0发展历程,第四次工业革命,系统基于信息物理融合,第三次工业革命,用电子和,IT,技术实现,制造流程的进一步,自动化,第二次工业革命,随着基于劳动分工,的、电力驱动的大,规模生产的出现,第一次工业革命,随着蒸汽驱动的机,械制造设备的出现,20,世纪初,20,世纪,70,年代,现在,1784,年第一台纺织机,1870,年第一条生产线,美国辛辛那提屠宰场,1959,年第一个可编程逻辑控制器,PLC,工业,1.0:,机器制造，机械化生产；,工业,2.0:,流水线，批量生产，标准化；,工业,3.0:,高度自动化，无人,/,少人化生产；工业,4.0:,网络化生产，虚实融合。,工业,4.0,2.2,工业,4.0,简介,工业,4.0,的概念,通过互联网等通信网络将工厂与工厂内外的事物和服务连接起来，创造前所未有的价值、构建新的商业模式的产官学一体的项目。,“,工业,4.0”,概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。,工业,4.0,2.3,发展优,势,势,在生产,能,能力上,，,，工业,4.0,将确保,仅,仅一次,性,性生产,，,，且产,量,量很低,时,时的获,利,利能力,，,，确保,工,工艺流,程,程的灵,活,活性和,资,资源利,用,用率。,另,另一方,面,面，工,业,业,4.0,将使人,的,的工作,生,生涯更,长,长，工,作,作与生,活,活更加,平,平衡，,高,高工资,时,时产业,仍,仍有强,大,大竞争,力,力。,实现方,式,式,主要是,通,通过深,度,度应用,CPS,（信息,物,物理系,统,统），,总,总体掌,控,控从消,费,费需求,到,到生产,制,制造的,所,所有过,程,程，由,此,此实现,高,高效生,产,产管理,。,。,工业,4.0,简介,工业,4.0,2.4,1,2,3,智能生产：,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及,3D,技术在工业生产过程中的应用等。,该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者；,智能物流：,主要通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。,智能工厂：,重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；,工业,4.0,三大主,题,题,工业,4.0,2.5,在未来,，,，生产,过,过程中,的,的每一,步,步都将,在,在虚拟,世,世界被,设,设计、,仿,仿真以,及,及优化,，,，为真,实,实的物,理,理世界,包,包括物,料,料、产,品,品、工,厂,厂等建,立,立起一,个,个高度,仿,仿真的,数,数字“,双,双胞胎,”,”。,虚拟,与,与现,实,实世,界,界的,完,完美,融,融合,生产,网,网络,在未,来,来的,只,只能,工,工厂,中,中，,产,产品,信,信息,都,都将,被,被输,入,入到,产,产品,零,零部,件,件本,身,身，,他,他们,会,会根,据,据自,身,身生,产,产需,求,求，,直,直接,与,与生,产,产系,统,统和,设,设备,沟,沟通,，,，发,出,出下,一,一道,生,生产,工,工序,指,指令,，,，指,挥,挥设,备,备进,行,行自,组,组织,生,生产,。,。这,种,种自,主,主生,产,产模,式,式能,够,够满,足,足每,个,个用,户,户的,“,“定,制,制需,求,求”,。,。,制造,运,运行,管,管理,系,系统,（,（,MOM,）将,帮,帮助,生,生产,价,价值,链,链中,的,的供,应,应商,获,获得,并,并交,换,换实,时,时的,生,生产,信,信息,。,。供,应,应商,所,所提,供,供的,全,全部,零,零部,件,件都,将,将在,正,正确,的,的时,间,间以,正,正确,的,的顺,序,序到,达,达生,产,产线,。,。,三大,趋,趋势,信息,物,物理,融,融合,系,系统,工业,4.0,三大,趋,趋势,工业,4.0,2.6,减少,能,能耗,当前,汽,汽车,车,车身,激,激光,焊,焊接,生,生产,线,线运,行,行具,有,有间,歇,歇性,。,。间,歇,歇期,各,各种,设,设备,的,的能,耗,耗占,总,总能,耗,耗的,12%,。工,业,业,4.0,之下,，,，采,用,用“,网,网络,唤,唤醒,模,模式,”,”，,可,可大,幅,幅减,少,少间,歇,歇期,能,能耗,。,。,工业,4.0,应用,场,场景,第,*,页,工业,4.0,生产,均,均具,有,有高,度,度的,灵,灵活,性,性,当前,产,产品,设,设计,已,已被,高,高度,固,固化,，,，客,户,户不,可,可以,将,将跨,一,一款,车,车的,雨,雨刷,器,器用,于,于跨,厂,厂商,的,的其,它,它车,型,型。,工,工业,4.0,之下,，,，设,计,计生,产,产均,具,具有,高,高度,的,的灵,活,活性,，,，可,以,以完,成,成端,到,到端,的,的从,客,客户,需,需求,到,到加,工,工制,造,造等,各,各方,面,面的,配,配置,，,，以,较,较低,的,的成,本,本满,足,足客,户,户需,求,求，,实,实现,产,产量,很,很低,仍,仍能,获,获利,的,的一,次,次性,生,生产,，,，为,客,客户,生,生产,该,该款,雨,雨刷,器,器。,工业,4.0,应用场景,2.6,第,*,页,工业,4.0,动态生产,线,线,当前汽车,生,生产线也,是,是高度静,态,态配置，,不,不可能将,同,同一厂商,不,不同产品,组,组的部件,相,相互置换,。,。比如，,客,客户不能,将,将同是大,众,众品牌下,的,的保时捷,的,的坐椅用,于,于大众其,它,它车型。,工,工业,4.0,之下，将,形,形成动态,生,生产线，,实,实现车辆,的,的混装并,确,确保匹配,。,。,工业,4.0,应用场景,2.6,第,*,页,工业,4.0,远程维护,服,服务,在工业,4.0,之下，生,产,产系统将,如,如同“社,会,会机器”,，,，以类似,于,于社交网,络,络的方式,运,运转，自,动,动连接到,云,云平台搜,索,索合适的,专,专家处理,问,问题。专,家,家将通过,集,集成的知,识,识平台，,通,通过移动,设,设备更有,效,效地进行,传,传统的远,程,程维护服,务,务。,工业,4.0,应用场景,2.6,第,*,页,过渡页,三,.,工业,4.0,各国战略,工业,4.0各,国,国战略,3.1,国家战略,下,下合作探,索,索“工业,4.0”,智能工厂,德国提出,“,“工业,4.0”,这一概念,本,本身带有,国,国家的反,思,思。德国,称,称得上是,一,一个高端,制,制造的大,国,国，制造,业,业作为其,经,经济增长,的,的动力，,使,使其在欧,债,债危机中,长,长期保持,坚,坚挺。但,他,他们的制,造,造业始终,以,以产品为,主,主。他们,一,一直在反,思,思，为什,么,么自己的,产,产品只有,生,生产功能,的,的价值，,而,而没有服,务,务的价值,。,。为此通,过,过互联、,数,数字、智,能,能化的融,合,合、智能,工,工厂的建,设,设，可能,是,是未来的,方,方向。基,于,于自身较,强,强的制造,设,设备工业,，,，在国家,战,战略下合,作,作建设互,联,联的智能,工,工厂系统,可,可能是重,要,要的路径,，,，使得德,国,国成为第,四,四次工业,革,革命的先,行,行者。,德国工业,4.0,战略,工业,4.0各,国,国战略,3.2,依托硅谷,模,模式抢占,软,软件技术,优,优势，发,展,展先进生,产,产方式,美国的互,联,联网以及,ICT,巨头与传,统,统制造业,领,领导厂商,携,携手，,GE,、思科、,IBM,、英特尔,等,等,80,多家企业,成,成立了工,业,业互联网,联,联盟，正,重,重新定义,制,制造业的,未,未来