對于工業(yè)自動化業(yè)界來說,遠程監(jiān)控并不是一個新名詞。早在25年前,利用撥號電話連接的早期遠程監(jiān)控系統(tǒng)就已經(jīng)被安裝使用了。在上世紀九十年代,早先的這些監(jiān)控系統(tǒng)便進一步發(fā)展為以硬線以太網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)連接的系統(tǒng),其速度更快,可靠性更高。今天,很多工廠都受益于利用無線網(wǎng)絡和無線設備連接的監(jiān)控技術,遠程監(jiān)控和控制變得更加簡單易行和經(jīng)濟實惠。
蜂窩技術的出現(xiàn),大幅度提高了在遠程任何地點監(jiān)控工廠運營的能力,同時降低了運營成本,簡化了安裝實施過程。4G技術讓蜂窩通信連接速度更快,通常可以與硬線以太網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)的連接速度相比肩。
遠程監(jiān)控的益處
遠程監(jiān)控曾經(jīng)只在橫跨廣闊區(qū)域的工業(yè)應用中才會大量采用,現(xiàn)在,卻因為最新遠程監(jiān)控技術所固有的成本低和實施簡單的特點而變成了很多制造企業(yè)日常運營不可或缺的一部分。
遠程監(jiān)控技術之所以大量出現(xiàn),一部分原因是因為安裝實施所需要的前期投資成本較低;另一部分原因是能夠讓工廠的操作更簡潔,所需要的操作人員更少。遠程監(jiān)控不但可以讓操作工人在任何地方監(jiān)控生產狀況,而且還可以用更少的人促使更有效的監(jiān)控。這才是遠程監(jiān)控在當今如此嚴酷的經(jīng)濟環(huán)境中所顯現(xiàn)出來的真正的差異化優(yōu)勢。
遠程監(jiān)控潛在的益處非常明顯:使勞動成本最小化,彌補由于有經(jīng)驗的操作人員離職而造成的知識空缺,延長設備壽命,防止計劃外停工停產,等等。但是,要想回答哪類遠程監(jiān)控最好也不是一件非常容易的事。
雖然遠程監(jiān)控能夠很大程度上節(jié)省成本并且改善運營狀況,但是要保障安裝實施遠程監(jiān)控系統(tǒng)的安全性和實用性,仍然有很多事項需要注意。限定哪些數(shù)據(jù)可以被接收、由誰來接收,并且,最為最要的是,哪些遠程控制選項被允許,也是必不可少的。
無線接入的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)
為遠程監(jiān)控系統(tǒng)安裝無線網(wǎng)絡,正在變成一種降低安裝和維護網(wǎng)絡成本的常見方法。與具有固定拓撲布局的有線遠程監(jiān)控網(wǎng)絡相比,無線網(wǎng)絡能夠提供更加明顯的靈活性。使用無線網(wǎng)絡,混裝和匹配不同供應商的設備也會更加容易。
不需要購買和布設線纜是使用無線網(wǎng)絡最直接的成本節(jié)省。另一個可以節(jié)省成本的領域則是用幾乎可以忽略不計的成本更快地增加傳感器,而不需要花大價錢增加一臺硬線設備。
增加傳感器能夠增強對一臺機器整體功能、或者對一組機器或連續(xù)進程總體性能的可視化水平。從新增加的傳感器獲得的更多數(shù)據(jù)能夠讓操作人員更快、更準確地診斷可能存在的問題,從而提高效率,減少維修成本。
雖然無線網(wǎng)絡需要的安裝成本更低,但也不是在任意場合或對每一家工廠來說都是靈丹妙藥。使用無線網(wǎng)絡最應該注意的問題是安全性。早期的無線標準,比如有線等效保密協(xié)議(WEP),并不像它們應該做到的那樣強壯。這便造成了大家對無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)安全的持續(xù)關注。
雖然現(xiàn)在的安全措施大有好轉,但是,記住無線網(wǎng)絡比有線網(wǎng)絡更容易受到攻擊這一點仍然非常重要。然而,通過使用加密技術和像基于IEEE.802.11X的擴展認證協(xié)議(IEEE.802.11X-based Extensible Authentication Protocol)一類的標準,無線網(wǎng)絡已經(jīng)變得更加安全;因為這些標準會要求客戶端必須通過驗證才能接入網(wǎng)絡。
但是,安裝實施并保持無線網(wǎng)絡的安全性需要一些相應的IT專業(yè)知識;較小的企業(yè)可能不知道怎樣實施這些新的安全措施。雖然無線網(wǎng)絡會給一些用戶帶來挑戰(zhàn),但是目前的無線網(wǎng)絡協(xié)議和安全特性已經(jīng)大有進步,無線網(wǎng)絡絕對是降低遠程監(jiān)控安裝成本和維修成本的、切實可行的選擇。
遠程數(shù)據(jù)獲取
現(xiàn)在,無論什么類型的遠程監(jiān)控系統(tǒng),在如何與何處獲取系統(tǒng)的數(shù)據(jù)方面都取得了長足進步。在上世紀九十年代,基于個人電腦的接入方式曾經(jīng)成為一種標準;再后來就是基于網(wǎng)頁的接入方式。
這些進展不但降低了成本,而且也提高了效率和生產力,因為工廠操作人員能夠更容易、更頻繁地獲取數(shù)據(jù)。除了能更容易地獲取數(shù)據(jù)以外,基于個人電腦的監(jiān)控還曾在報警和報警反應時間方面帶來巨大改善。而如今,很多工廠都在得益于使用像智能手機一樣的移動裝置的能力,以降低成本并獲得對工廠運行更大的可見性。
不管是由于經(jīng)濟衰退,還是由于有經(jīng)驗的操作工人離職,大多數(shù)的制造廠都在用更少的操作工人來監(jiān)控工廠的生產狀況。生產線進程監(jiān)控需要大量的監(jiān)管,但工廠管理者們再也負擔不起運營獨立的診斷分析站點或在工廠特定的區(qū)域安排更多的操作工人了。
在今天的工廠里,許多操作工都必須同時監(jiān)控分布在工廠不同區(qū)域的多臺機器或多個生產進程。如果沒有遠程監(jiān)控,潛在的問題可能就不會被監(jiān)測到,產品質量可能會變差,設備可能會損壞,計劃外的停工停產可能會發(fā)生。
如今,越來越多的制造商正在轉向使用能夠覆蓋多座工廠的統(tǒng)一監(jiān)測系統(tǒng)模型。使用這種系統(tǒng)模型,經(jīng)驗豐富的操作工和工程師可以從每座工廠獲取詳細的、實時的信息以及詳細的歷史數(shù)據(jù)。把來自不同工廠的信息進行比較和分析,通??梢詭椭嵩绨l(fā)現(xiàn)問題。
遠程監(jiān)控人員可以排除故障、改變運行參數(shù)并且關閉一臺機器或者一個生產進程以避免可能出現(xiàn)的問題。他們還可以建議現(xiàn)場的工程師和操作工人,如何最好地解決一個問題或改進性能。
這種專業(yè)技能,再加上對日常操作狀況實時的可見性,便能夠延長機械和加工設備的使用壽命。維修日程計劃和歷史數(shù)據(jù)能夠更容易地用來確定維修和替換部件的時間間隔,而所有這些都不需要親赴工廠現(xiàn)場便可以做到。
采用蜂窩技術
智能手機已經(jīng)替代了那些曾經(jīng)被視為必不可少的單個裝置。手表、鬧鐘、照相機、地圖、錄像機、計算器、錄音設備等等,現(xiàn)在都被集成在一起,放進了普通用戶的口袋中。毋容置疑,制造環(huán)境中的加工應用正在受益于蜂窩技術的發(fā)展。
每天都有更多的公司加入到使用移動裝置的行列,比如智能手機、平板電腦以及其他手持設備,已達到削減成本和更經(jīng)濟更快捷地進行信息通訊的目的。雖然很多制造商都能夠通過智能手機和其他手持設備進行遠程接入,但是實施起來并不會像在線查看電子郵件那樣簡單。
需要做出的一項重要決定是如何和何時安裝實施基于瀏覽器和應用的遠程監(jiān)控。
網(wǎng)頁瀏覽器:利與弊
通過智能手機遠程接收數(shù)據(jù)順理成章的進展是通過公司的虛擬專用網(wǎng)絡(VPN)接入到工廠的自動化系統(tǒng)中?,F(xiàn)在很多公司都能提供虛擬專用網(wǎng)絡的遠程接入,用戶只需要簡單地連接到公司網(wǎng)絡并通過網(wǎng)頁瀏覽器界面與公司的自動化系統(tǒng)互動即可。雖然基于瀏覽器的接入可以與任何具有網(wǎng)頁服務性能的自動化部件一起使用,但這種接入通常只是與一個人機界面(HMI)或者一個傳感器進行連接。
當瀏覽器在個人電腦上運行時,這樣接入的效果會非常好,速度也比較快;但使用智能手機的瀏覽器就會出現(xiàn)一些問題。在很多情況下,網(wǎng)頁服務器的顯示屏與手持設備較小的顯示屏不能很好地按比例對應,顯示內容的載入通常需要很長時間。
另一個需要考慮的問題是,基于瀏覽器的遠程接入所提供的常常只是人機交互界面顯示屏幕內容的快照,當對處于頻繁變化操作狀態(tài)的大量數(shù)據(jù)進行監(jiān)控時就容易出現(xiàn)問題。
雖然有些網(wǎng)頁服務器和虛擬專用網(wǎng)絡能夠提供雙向接入的遠程控制,但很多還是只能提供只讀接入。