随着科技不断进步，工业 4.0 的潜力日益得到释放。在此背景下，工厂运营者正加大资源投入，大力发展智能工厂，提高运营效率。事实上，最近一项研究表明，到 2026 年，全球智能工厂市场规模较 2021 年预计将增长 9.33%。不过，要想享受工厂智能化的红利，运营者首先要全面掌控生产车间的状态。这意味着要在生产线上部署更多的传感器和系统，以便工程师收集充足信息，开展分析，最终制定合理的智能化方案，提升工厂效率。
要建立对生产线状态的全局认知，需要收集不同类型的信息。例如生产线的生产状态，这一信息反映了生产线的运行情况，从中可以看出是否存在或者可能出现积压现象。实时监控生产过程，有助于更好地消除停机隐患，提高生产率。跟踪机器运行状态，可助您合理安排维护任务，减少意外事故。此外，在生产线上增设温度和湿度传感器，可最大限度避免生产活动因环境因素而中断。
在打造完美智能工厂应用的过程中，无论您想收集何种信息，都需要在生产线和控制中心之间建立顺畅稳定的连接，而这为工程师提出了巨大挑战。如果远程站点和控制中心之间缺乏可靠的连接和网络保障，工厂运营者就无法完整获取准确的数据，也就无从统筹规划，优化运营效率。那么，如何才能在生产线中建立可靠的连接？以下建议供您参考：
详细评估连接需求
为生产线创建连接时，首先要了解您的现场设备使用何种通讯接口和协议，以及设备的配套系统是什么。初期阶段，您通常会遇到以下三种情况。
● 从传统设备获取运营信息。传统设备一般专为您的生产需求设计，可靠性高，使用时间长，但其中通常没有网络接口，或只具备串口等传统通讯接口。面对这种情况，可以考虑使用传感器来采集不具备任何通讯能力的设备中的生产信息，或使用串口转以太网解决方案，从传统设备中获取数据。
● 在控制中心监控生产状态。 生产线通常由工程师借助现场 PLC 和 HMI 进行控制。若要使用中央系统监测和控制生产线，就必须在中央系统和现场 PLC 及 HMI 之间建立通讯连接。然而，机器供应商常用的通讯协议可能与 SCADA 系统并不兼容。这种情况下，就需要采用协议转换解决方案，为 SCADA 系统与现场 PLC 及 HMI 建立通讯。
● 尽可能减小环境影响。 监测环境参数的传感器种类繁多，包括温度、湿度、气压等传感器。这些传感器带有多个 I/O 接口，您需要采用能够轻松收集信息的远程 I/O 解决方案。此外，请注意，远程 I/O 解决方案的协议必须与 SCADA 系统兼容。
无论遇到以上哪种情况，要想顺利采集数据，提升运营效率，就一定会产生一系列连接需求。您应仔细评估所有可用的连接方案，谨慎挑选，确保您的设备和系统之间连接稳定，且维护负担小。
部署可靠灵活的实时监控网络
智能化生产线对网络容量和网络状态显示提出了更高的要求。规划网络通讯时，您需要仔细评估传输带宽、网络控制能力，以及每个网络节点是否易于管理。首先，您要计算网络带宽需求。联网生产线通常会增设传感器和系统，因此产生更多数据。这些海量数据不仅需要足够的传输带宽，还需要网络冗余，避免因意外断网而出现丢包。
其次，您的联网设备需要支持现场和控制中心的通讯协议，以便工程师实时监控并采取相关操作。此外，如果您要部署自适应生产控制系统，或生产线上有时间关键型流程，那么您可以考虑采用时间敏感网络 (TSN) 技术部署网络，该标准以太网通用基础设施能适时将您的指令传送至正确地点。
最后，部署大量网络设备势必会带来大量的安装和维护工作。您应该做好规划，找到能够简化网络部署管理的高效方案。
网络威胁不容忽视
近年来，针对工业应用的网络攻击越来越多，网络安全比以往任何时候都更加重要。事实上，最近一项调查显示，40% 的制造商都表示过去一年曾遭遇网络安全事故，运营活动受到影响。威胁无处不在，形式多种多样，包括未经授权的访问、无保障程序，以及可能导致生产线中断的拒绝服务攻击。为减少安全隐患，首先要查明联网设备的安全级别。如果您使用的是“安全始于设计”的产品，可使用检查清单来核验产品是否安全。此外，我们建议您务必执行网络分区，如此一来，就算真的遇到网络攻击，威胁扩散的速度也会较慢。最后，请务必谨记，安全并非一日之功，而要持之以恒。您要时常监控设备和安全状态，定期进行漏洞扫描，才能掌握主动权，实现未雨绸缪。