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嵌入式系统为工业自动化提升价值
让生产更有效率

【作者: 王岫晨】2021年11月23日 星期二

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嵌入式系统顾名思义,是指为了执行特定功能而整合到主系统中的特殊设备。例如智慧电视就是使用嵌入式系统的一个案例,该系统允许了某人使用物联网来观看特定串流节目。然而,嵌入式技术的使用并不只局限于娱乐目的,它还经常用作跨产业的自动化制造系统的一部分。


工业嵌入式系统

一般来说,工业自动化中的嵌入式系统可分为两大类,包括机器控制和机器监控。在机器与设备控制的应用中,嵌入式系统可用来控制工业机器与设备的许多层面。它可以控制特定制造过程的时间,它也可以动态调整零件的生产以提高产品品质,或者它也可以控制现场工业设备的运作。


机器与设备监控包括对机器的广义监控,或者更专注于状态监控,其目的通常是提高机器正常运行的时间与可靠性,并降低维护成本和生产损失。机器设备监控的应用通常包括了工业设备远端状态监测、提高工业设备的正常运行时间、远程结构健康监测、发电状态监测。在机器控制应用中的嵌入式系统包括了以下几种:


先进制造工业的嵌入式控制


制造设备的监控


工业嵌入式设备控制


工业机械的嵌入式控制


节省成本与资金

事实上,创造有形价值从来都不是一件容易的事。除了出于品质的要求需要对最终产品进行严格控制外,不同产业的工业公司还需要控制、自动化和最佳化其流程和资源。透过工业嵌入式系统,可让生产过程更加有效率、经济和环保。


在设计新产品或对现有产品进行改善时,工程师需要一个原型系统来测试概念设计的稳定性、验证关键性能指标并检视任何错误。而任何商品的生产也都需要准确计算所有生产和交付成本。在这种情况下,建议在生产和储存的阶段减低可能的成本,这些成本可能是由于对系统的控制不足所造成的。而透过生产自动化的嵌入式系统,可以管理工业生产环境以节省资金并增加利润。


工业自动化嵌入式系统优势

嵌入式系统是更有价值的数据生成工具,因此安全和保护将是优先事项。而兼容性也使得高效率的嵌入式架构成为挑战。

工业自动化生产过程中,导入嵌入式软体可提供以下优势:


能够从任何设备进行控制:如果将嵌入式系统作为制造设备的一部分,就能够从任何设备(包括 PC、平板电脑或手机)进行控制。


集中式数据收集和云架构:这可以将数据储存在一个地方,并利用云端数据储存的优势,例如加密、保护、备份,并从任何设备即时管理。


遥控:透过嵌入式系统,可以全天候远程控制生产过程,并在某些指标偏离常态时,透过专用的行动应用程序来获得即时处理。


服务成本低:嵌入式系统在正常操作期间,不需要操作人员手动进行。


灵活的配置和扩展:定制的嵌入式系统很容易配置并随着策略来改变。


数据存档:生成的所有数据都可以储存在受保护的伺服器上,以便企业使用它、进行查询模式并获得分析的资讯。


报告:这些数据资料还可以转化成详细的报告,这将有助于确定制造过程中的缺失,并对其进行优化,进而可以在降低成本的同时,为客户提供更多价值。


结语

尽管嵌入式系统具备很多优势,但与其他解决方案一样,嵌入式系统开发也存在很多挑战。例如稳定性,实现稳定和无缝系统是嵌入式程序的核心目标之一,因为嵌入式系统与核心系统如果突然断开连接,可能会导致无法即时提供设备状态和操作等资讯。


另外,嵌入式系统是一种更有价值的数据生成工具,因此嵌入式系统的安全和保护将是优先事项。而兼容性也使得高效率的嵌入式系统架构成为挑战,需要大量设计、测试的过程来解决技术问题。正因为设计嵌入式软硬体相当不容易,因此在优先考虑稳定性、安全性和兼容性的同时,更必须同时考虑技术细节和应用领域。


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