時間:2019-04-15 13:16:47來源:運控網
勤奮的蜜蜂向我們模擬:每只蜜蜂都能自主地完成一些小任務。通過巧妙的、少交流的方式,可以組織自己,彌補整個組織中的錯誤。分散的智能是相互聯系的運動技術的一個例子,還是我們中間生物體的集中神經系統,所有的信息都集中在一點,得到處理并導致行動?我們試圖從一個電機技術制造商的角度來闡明這個問題。
對于電機,乍一看似乎很清楚:伺服電機只是服從命令。它以規定的速度驅動,滿足既定的扭矩和位置的規格。作為中樞神經系統的高級控制系統負責一切。干擾值通過集中控制進行識別和補償。
目前許多相互連接的系統,如生產機械,都是按照集中式系統的原理工作的。優點是顯而易見的:編程是通過一個集中的系統進行的,調試也是在一個集中的地方進行的。此外,當上級實體(如ERP系統)需要最新生產的數據或需要傳輸信息時,有一個集中的信息交換場所。
鏡像到生物的中樞神經系統,例如老鼠,它的意思是:器官由中樞控制,運動的肌肉被激活,眼睛,耳朵和皮膚監控環境。大腦處理次要的任務,如呼吸和心跳,但也處理更復雜的任務,如逃離敵人。蜂箱不能按照這個原理工作。100個不同的決定,比如“我應該飛到紅色的花田還是黃色的花田?”或者“我們20只蜜蜂能趕走大黃蜂嗎?”這需要從一個遙遠的大腦做出決定。因此,通信線路太長,任務太復雜,無法用簡單的通信工具將其傳遞給蜜蜂。
我們是否已經找到了決定分散系統和集中系統孰優孰劣的答案?因此,以下內容將適用于:固定系統——集中式or多用途系統——分散?
這值得我們仔細看看。如果蜜蜂有一個5G移動連接到一個集中的“大腦”,它們就可以通過決策,不需要那么多智能。相反,老鼠的心臟、胃、肺和肌肉也有它們自己的智力。所以,中樞神經系統可以承受簡單任務的壓力。神經系統可以專注于更復雜的任務,比如尋找食物。
無論是在自然界還是在電機技術中,以下內容都適用:集中式智能與元器件之間的有效通信,使得元器件所需的智能更少。但是如果組件是智能的,那么通信就會更容易,集中式的智能就會得到緩解,或者可以完全忽略。
如果你看看汽車技術市場,你會發現有一個選擇:有強大的集中系統,與電機組件有效溝通。另一方面,有智能和強大的分散驅動系統可用。這兩種解決方案都很容易實現并投入使用。在決定集中或分散的系統時,下列準則是重要的:
任務的復雜性
低成本的處理器功耗使簡單的分散驅動系統成為智能系統,使各種小到中等復雜的任務可以在沒有優越控制的情況下完成。它們從傳感器讀取模擬和數字數據,并相互通信。任務在電動機之間分配。設置是通過人機界面(HMI)完成的。許多包裝機械、測試設備和專用機器同時工作,沒有優越的控制。機器的每個部件都能自我監控。通信可以減少到最少。經濟的經典現場總線足以實現相互之間的通信。
對于更復雜的任務,例如在許多機械零件是相互連接的情況下,需要同步的要求很高——在大多數情況下,從庫存到集中的機械控制是值得的。但在這些情況下,為自主執行的流程實現分散的組件也是有意義的。一個例子是太陽能熱能機械:永久性的單鏡調整可以完全分散進行。
現在用的是什么?
機械結構是集中式的,還是分散式的,往往取決于機械結構的粗糙性原因。一個系統是眾所周知的,并且設計是面向現有系統的。所以,新系統的構造是類似的。可以理解,工程師不喜歡研究每個新機器概念的通信類型和系統架構。特別是在訂單滿額的情況下,公司更注重快速實現,而不是完美的解決方案。這是明確的。然而,這是值得的,因為總成本并不總是顯而易見的。
系統成本
系統成本很難定義,因為有些成本是不可見的,或者經濟的解決方案會帶來很高的后續成本。這里有兩個不太明顯但卻相關的成本因素:
電控箱:電控箱內部需要多大的空間?它需要哪些維度?在這里,分散的解決方案可能是正確的。在分散的解決方案中,熱損失也是分散的,因此不需要強制冷卻。
乍一看似乎最合理的解決方案,如果不從一開始就考慮整個系統,可能會變成一個無底洞。計劃系統的所有組件都可用嗎?需要的組件不能直接實現到網絡中嗎?根據這一點,可能需要獲取昂貴的網關,或者進行復雜的特殊編程。
作為一個電機技術制造商,Dunkermotoren是如何準備的?
準備好兩個部分
關于連接,Dunkermotoren已經為這兩個部分做好了準備。Dunkermotoren的馬達可以作為簡單的奴隸在集中的架構中實現,也可以執行分散的任務。在這兩種情況下,監測電機的功能和防止永久性損壞的保護在每臺電機中進行。這是有意義的。每臺電機都知道自己的特性,也知道如何承受過載。直接安裝在電機上的硬件和軟件保護機構,可以使電機在不損壞的情況下正常工作,使電機達到其物理容量。
Dunkermotors使用幾種最重要的通信語言。目前包括CANopen、Profibus、Profinet和EtherCAT。與大多數組件制造商一樣,Dunkermotoren需要面對各種現場總線和工業以太網通信的混亂局面。為了加入中央控制的通信系統,Dunkermotoren需要實現各自的接口。Dunkermotoren和許多其他的零部件制造商一樣,我們期待有一個制造商獨立的標準。
未來的互聯互通
Dunkermotoren問自己,在未來的分散式和集中式解決方案中,電機需要如何互聯。僅僅說需要涵蓋所有公共現場總線、工業以太網和所有無線標準是不夠的。問題是,必須將哪些數據傳輸到何處,以及傳輸速度如何。預測維護、基于云的應用程序分析、遠程服務和按使用量付費等主題將非常重要。在這些情況下,數據需要找到從機器到云或直接到制造商的路徑。如果基于以太網的系統沒有伴隨的安全風險,或者基于移動通信的系統沒有相關的網絡覆蓋和成本問題,這仍然令人興奮。事實上,如果這些問題能夠得到解決,那么所謂的“物聯網”特性的客戶收益是非常高的。
互聯互通和智能
將近20年前,隨著BG65CI的推出,Dunkermotoren奠定了今天廣泛的分散式發動機產品組合的基礎。從那時起,不僅是產品組合,而且分散式解決方案的市場也大幅增長。市場需要越來越多的完整驅動器,不僅要有變速箱、制動器和高分辨率編碼器,而且最好是集成智能的。它應該能夠重新創建主要流程或完全自主地執行任務。以更低的成本和更小的結構每處理器功率分散電機可以滿足更多智能的期望。這種趨勢將繼續下去。分散式電機不僅可以自動執行任務,還可以從應用程序中收集數據,直接分析它們,或者將它們轉發給外部分析工具,這些分析工具存儲在最終客戶、OEM或制造商處。目前,收集數據在媒體中有負面的含義。但是對于電機數據,終端客戶、OEM和組件制造商可以利用這一點,因為應用程序由于使用而變得透明。因此,可以優化流程,更好地設計新機器,更快地發現錯誤。
無論實施的是集中式系統還是分散式系統,都不能把互聯和智能看作是孤立的。更強大的通信系統和更智能的組件都為未來提供了更多的可能性。這將推動集中、分散以及混合解決方案的發展。
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