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图3-4 基于工业4.0制造系统的CPS架构（5C架构）
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生产自动化中的CPS需要关注的主题是：自适应和自主控制，基于部件的自动化（component-based automation），软件安装阶段组态（deployment time configuration），通信和分散的功能性对分层通信结构没有强烈依赖；横向集成和垂直集成，基于IP的无线自组织adhoc通信和有界的有线自组织adhoc通信，能感知环境关系的自动化；部件工作运行与所在位置无关，在整条生产线中，部件能自主实现其功能和任务，依据环境的影响能进行过程参数和过程结构的动态自适应；人员因素的集成，增强操作人员的能力，人在系统中的作用是协调者、优化者和指导者。
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智慧工厂：中国制造业探索实践 3.4 使能技术
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3.4.1 概述
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智慧工厂是在积累了许多年的工业装备技术、工业生产工艺技术、工业生产和供应的管理技术、工业自动化技术（为了方便，美国技术界正在用OT，即operation technologies来表达这一系列技术的总合）之后，和IT技术全方位深度融合发展起来的。
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什么是智慧工厂的使能技术呢？为了尽量解释清楚，应该将这一技术细化为：
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（1）在建设智慧工厂中，已经可以用的使能技术（enabled technologies）
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1）立即就可使用的技术，例如PLCopen开发的运动控制规范、IEC 61131-3的XML Scheme、IEC 61131-3的OPC UA信息模型及Server功能块规范和Client功能块规范。
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2）基本可用，但还需要进行适应性的开发或标准化，例如MES、SDN（Software Definition Networking）、工业物联网。
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（2）还在开发中的使能技术（enabling technologies）
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1）需要总体规划和顶层设计且涉及面极广的使能技术，例如标准化，横向集成、端对端集成、纵向集成。
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2）需要按行业进行集成整合的使能技术，例如语义可互操作性。
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从智慧化工厂急需开发的关键技术来看，又可以列举如下：渗透在各个生产制造和管理环节中的IT技术及其集成（包括工业物联网实践技术，分布式云计算的工业实现，基于Web2.0的工业互联网技术，物理信息融合系统的工业实践……）；垂直集成和横向集成的工业通信技术（包括基于互联互操作的设备集成工业以太网整合技术，机器与机器之间的通信（M2M），基于OPC UA的垂直集成语义互操作性的实现技术等）；软件技术（包括面向分布式自动化的各类高效可靠的模块化软件开发平台，应用分布式自动化中的SOA和多智能体系统的软件技术等）；机电功能模块的设计、开发和最佳实践；下一代工业辅助系统技术（包括基于增强实境技术的先进工业辅助系统，机器人和操作员协同等）；标准化技术。
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智慧工厂：中国制造业探索实践 3.4.2 为智能制造服务的PLCopen的规范和技术
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成立于1992年的非盈利国际组织PLCopen，在构筑工控编程环境的开放性的同时，还孜孜不倦地为提高工业自动化的工作效率进行最基础性的规范工作。其最主要的成果之一就是构筑工控编程软件包的开发环境；同时，还在这些编程系统的基础上进一步发展为统一工程平台，做了许多基础性的开创工作。其中，与智能制造紧密相关的主要有：运动控制规范、机械安全规范、IEC 61131-3的XML格式规范和IEC 61131-3的OPC信息模型。
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1.工业4.0与智能制造对PLC系统的要求
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PLC作为设备和装置的控制器，要承担工业4.0与智能制造赋予的任务，首先应该满足以下要求：
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·越来越多的传感器被用来监控环境和设备的健康状态、生产过程的各类参数，这些工业大数据的有效采集，迫使PLC集中安装在机架上的I/O必须转型为分布式I/O。
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·各类智能部件普遍采用嵌入式PLC，或者微小型PLC，尽量在现场完成越来越复杂的控制任务。
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·编程的自动化和智能化。
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