發布日期：2022-04-26 點擊率：64
關鍵詞： 設備聯網 設備機群狀態監控
摘要：設備聯網的架構，是在物聯網的基礎下，被提出與應用。簡單來說，設備聯網定義為：各種設備之間可通過各種通訊手段連上因特網，使其能在某一特定情境下，進行互相聯結，進而達到自動化、智能化監控的目的。
設備聯網的架構，是在物聯網的基礎下，被提出與應用。簡單來說，設備聯網定義為：各種設備之間可通過各種通訊手段連上因特網，使其能在某一特定情境下，進行互相聯結，進而達到自動化、智能化監控的目的。
在制造工業環境中，生產、制造、加工、半導體等行業為了了解設備機臺的運行狀態，均會采用三色燈、蜂鳴器做為機臺狀態的指示，一旦機臺發生狀況或者警報，現場人員得以藉由燈號狀態了解設備狀態，進而追蹤或者維修。
但工廠為了因應產量的需求，機臺產線不斷地擴張，機群不斷的增加，現場人力需求隨之提高，且現場人員因需奔波廠區，效率隨著產線的擴張而降低。漸漸的，人力監管已逐漸無法滿足用戶的需求，制造業者希望能采用自動化的方式，由數字監控的方式采集設備數據，并具有集中管理的功能。因此設備機臺狀態采集，早已由現場人員的監看演變為工廠自動化的領域，利用自動化的采集手段提供設備聯網的功能，進行所有生產機臺的狀態監控。
上圖為泓格科技提供的最基本的設備聯網方案，主要為串行設備的聯網，這是最基本也是最有效的方式，工廠監控中心通過串行設備聯網服務器(DeviceService) 連接各種串行設備。以遠程I/O 模塊(RemoteI/O) 為例，I/O 模塊針對機臺的數字或模擬信號進行采集，通過RS-485, RS-232 等連接，可將狀態傳遞回控制中心。
臺灣某知名面板廠，在海外新建的廠房就采用類似串行聯網的架構進行整廠設備的監控。
圖中uPAC-7186 為泓格科技微型控制器。在這個架構中，扮演收集串行數據同時可接受上位監控主機調用串行I/O 模塊的數據。圖中為單一廠區的串行設備布局，當多個廠區或者產線要集中整合管理的時候，便可通過Ethernet 端的網絡交換機(Switch) 來進行，如下圖所示。
在有一些既有的廠房中，現場的布線遭遇了一些困難。因為他們沒有辦法像新廠建造時便將串行通訊的線材預先拉好，機臺設備進駐后或運轉一段時間后，才想要增加設備聯網的功能，這時現場凌亂、施工成本或者因為施工需要進行停機等，這些問題都增加后續擴充的困難度。
泓格科技利用短程無線通信的方式，解決了工廠拉線的問題。下圖架構為CNC 設備采用泓格Zigbee 模塊所建置的設備聯網案例。
與有線的設備聯網類似，ZT-2052 為支持Zigbee通訊的DI 模塊，針對一臺CNC 設備可以收集8 點數字量狀態，以此案例來說，最后擴充至100 多套左右。利用設備聯網的架構，除了可以在監控中心了解現場機群運轉狀況外，亦可將此信息做異地的同步顯示。
上圖為國內某知名輪圈廠所采用的架構，利用PLC 通過Zigbee 網絡將現場數據做收集并顯示在廠區的數字廣告牌上。同時，辦公室與備料區能同步顯示信息，如此一來廠區值班人員、備料區人員以及辦公室的主管皆可以了解工廠運作的狀態，做及時的控管與處置。舉例來說，備料區隨時可以了解廠區運轉狀態與進度，進而安排料件的準備。
設備聯網的架構能有效解決數據傳遞的問題，可將現場的設備狀態傳遞到不同的廠區、不同的單位，但前面敘述還缺少了一個很重要的環節。
上述的架構中，所有的信息均會回到監控中心，而監控中心必須有能力把所有的信息作適當的顯示、播放、儲存等。因此圖形監控軟件(SCADA) 簡稱圖控軟件，在這里就扮演很重要的角色。
泓格科技代理的圖控軟件InduSoft 是一套圖形化可視化的軟件包，適用于開發可視化的系統接口。也就是說工廠建置自動化設備聯網的時候，也同時需要規劃中央監控的軟件接口，如此一來現場的設備信息就能通過監控中心的主機做圖形化的顯示，因而辦公室人員得以藉由InduSoft 所開發出來的SCADA 接口清楚的了解現場的狀態。
SCADA 軟件具有快速開發、豐富的圖形接口、支持各種通訊、控制邏輯撰寫、數據庫存取的特點。因此利用圖控軟件，搭配設備聯網的手段，便可輕易的完成整個廠區的自動化監控。
在制造、加工的領域中，設備聯網已經不是一個陌生的議題，為了有效的了解設備端的運作、妥善的配置人力、適時的安排維修進料等，無論傳統產業還是科技產業紛紛投入資源進行自動化管理的工作。本文所敘述的幾個案例呈現了傳統串行式聯網、短程無線聯網，特別是簡單的呈現泓格產品于設備聯網中的應用，希望能作為各行業自動化發展的參考。
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