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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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·无缝连通能力大幅提升，相关的控制参数和设备的状态可直接传输到上位的各个系统和应用软件，甚至送往云端。
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概括起来就是：满足工业大数据采集的需求，就地实时自主控制，编程自动化和智能化，无缝连通能力。
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PLC的硬件技术一直在为满足工业4.0和智能制造日益清晰的要求积累经验，特别是微电子技术的飞跃进展，使得SoC芯片在主时钟频率越来越高的同时而功耗却显著减小；多核SoC的发展，促进了在处理PLC的逻辑和顺序控制的同时，可以进行高速的运动控制处理、视觉算法处理等；而通信技术的进展使得分布式I/O运用得越来越多、泛在的I/O运用也有了起步。
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为迎接工业4.0的挑战，PLC硬件设计应该从以下方面着手：极大改善能耗和减小空间（PCB 85%的空间被模拟芯片和离散元器件所占据，因此需要采取将离散元器件的功能集中于单个芯片中，并采用新型的流线模拟电路等措施）；增加I/O模块的密度；进行良好的散热设计，降低热耗散；突破信息安全的瓶颈（如何防范黑客攻击、恶意软件和病毒）。
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