分享好友 新闻资讯首页 新闻资讯分类 切换频道

老旧控制系统进入渐进式改造期 工业自动化开始打破软硬件绑定

2026-08-24 14:08430

很多工厂现在面对的自动化改造问题,并不是设备完全不能使用,而是设备还能正常生产,控制系统却已经明显跟不上新的管理要求。一条运行十几年甚至二十年的生产线里,可能同时存在不同年代安装的PLC、变频器、仪表、远程I/O和操作站,设备来自不同厂家,通信方式也不相同。有些设备仍然通过Modbus运行,有些后来增加了工业以太网,还有一些老设备只能通过原来的专用协议交换数据。单独看每一台设备都没有必须立即淘汰的理由,但当工厂希望把生产数据集中起来、增加远程监控或者重新调整生产线时,不同系统之间能不能真正连接,往往比单台控制器的性能更先成为问题。8月20日,施耐德电气在最新发布的工业自动化技术内容中再次把这一问题放到重点位置,提出通过开放通信和软件定义自动化,减少传统自动化系统长期存在的硬件绑定和系统孤立现象。

传统工业控制系统长期按照相对封闭的方式发展,同一个品牌内部的PLC、HMI、SCADA和远程I/O通常能够顺利配合,一旦需要连接其他年代或者其他厂家的设备,工程人员就可能需要增加协议转换器、网关或者重新开发通信接口。生产线规模较小时,这些问题还能通过单独调试解决,但设备运行时间越来越长之后,一家工厂内部往往会积累几代自动化产品,每一次技术改造又会增加新的设备,最终形成大量彼此独立的小系统。施耐德电气此次提到的OPC UA、MQTT、DNP3和Modbus并不是刚刚出现的新协议,它们真正受到重视的原因,是制造企业越来越不愿意为了接入新的管理系统,就把仍然能够工作的现场设备全部更换。通过开放协议把老控制系统、新设备和上层平台逐步连接起来,已经成为很多存量工厂更现实的改造方式。

这种改造方式与过去建设一条全新生产线有很大区别。新设备可以从控制器、驱动、通信到软件全部按照统一架构设计,而老工厂往往不能长时间停产,更不能因为增加数据采集功能就更换整套控制系统。生产部门首先考虑的通常还是设备能不能继续生产,因此自动化升级必须绕开大规模停机,在原有PLC、仪表和现场执行机构仍然工作的情况下逐步增加新的通信和数据层。以一台老设备为例,如果原来的控制逻辑长期稳定,并没有必要为了接入新系统重新编写整套程序,更可行的方法是通过边缘控制器、远程I/O或者通信设备把关键运行数据提取出来,再送到SCADA或者上层管理系统。当部分原有设备真正进入更换周期时,再逐步使用新的控制器和网络设备替代,这样能够把一次高风险的大改造拆成多个可以控制的项目。

软件定义自动化正是在这样的背景下受到关注。施耐德电气目前推进的EcoStruxure Automation Expert基于IEC 61499分布式、事件驱动自动化标准,其基本思路是降低控制应用与特定硬件之间的绑定程度,使控制软件能够在更加开放的运行环境中部署。这里需要注意,软件定义自动化并不等于工厂以后不需要PLC、工业计算机或者现场控制设备,实际的输入输出、运动控制、通信和安全功能仍然需要硬件完成。发生变化的是控制应用与硬件之间的关系:过去更换控制器往往意味着程序、通信甚至工程项目都要重新处理,而新的架构希望让软件拥有更强的可移植性,使设备生命周期不再完全跟随某一代控制硬件。施耐德电气已经在今年6月发布EcoStruxure Automation Expert 26.0版本,并继续把这一架构应用于水处理、矿业和其他连续生产场景。

对于工厂设备维护人员来说,这种变化的实际价值最终还是要落到故障处理上。多品牌设备并存最大的麻烦之一,是不同系统拥有各自的工程软件和诊断方式,一条生产线停机以后,维修人员可能先要判断故障来自PLC、驱动器、通信网络还是现场传感器,然后再进入不同的软件查看状态。如果设备数据能够按照统一方式进入监控系统,操作人员可以更快看到哪个工位停止、哪个通信节点异常以及哪个现场信号没有返回。开放通信本身不能消除设备故障,却能够减少设备之间的信息隔离,让原来只能在现场控制器中看到的数据进入统一监控环境,这对于跨车间、多生产线以及分散式设备的管理尤其重要。

工业连接和现场布线也会随着这种改造方式发生变化。设备联网数量增加以后,现场不仅有传统的电源和I/O线路,还会增加工业以太网、串行通信以及不同类型的网络接口。一些原来直接接回中央控制柜的传感器,会逐步接入附近的远程I/O;部分独立运行的变频器和仪表也可能接入工业网络。设备改造越强调模块化,连接器、端子、工业网线和预制线缆的可靠性越不能忽视,因为控制系统开放以后,现场通信节点数量通常会比过去更多。一个网络接口松动或者一条通信线路受到干扰,影响的不再只是一个简单检测信号,还可能造成一组设备之间的数据交换中断。

不过,开放协议也不是把所有工业设备连接起来之后就能自动解决问题。不同设备的数据格式、变量命名、时间同步方式和控制权限仍然需要工程设计,老设备甚至可能根本没有适合直接联网的接口。与此同时,控制网络开放程度提高之后,网络分区、访问权限和设备安全也必须同步考虑。对于生产企业而言,真正合理的升级并不是追求把所有设备一次性接入同一个平台,而是先区分哪些数据确实需要向上传输,哪些控制功能必须继续留在现场,哪些老设备值得保留,哪些已经到了更新周期。自动化改造最终仍然要服从生产可靠性,而不是为了增加软件功能改变已经稳定运行的控制逻辑。

从当前工业现场的实际情况来看,存量设备改造很可能比完全新建生产线形成更长期的自动化需求。大量PLC、变频器、仪表和控制柜仍然具有使用价值,但它们已经进入需要增加数据接口、远程监控和统一管理能力的阶段。施耐德电气此次重新强调互操作和软件定义自动化,反映的正是这种市场变化:下一轮工业自动化升级未必表现为工厂把原来的设备全部拆掉重新安装,更常见的情况可能是在现有设备上增加工业通信、远程I/O、边缘控制和新的软件层,再随着设备自然更新逐步完成整个控制系统的替换。

对工控市场来说,这种渐进式升级意味着传统产品并不会因为软件化而失去位置。PLC、远程I/O、工业交换机、通信网关、传感器、工业连接器和现场控制设备仍然是整个系统能够工作的基础,只是这些产品之间需要具备更好的互联能力。过去选型时重点看单台设备能不能完成控制功能,今后的设备厂和工厂用户还会越来越关注它能不能方便地接入现有系统、数据能不能正常交换,以及几年后更换硬件时是否必须重新改造整条生产线。自动化系统真正开始变化的地方,并不是控制柜里少了一台什么设备,而是不同年代、不同品牌的设备正在被要求在同一个生产体系中长期共同工作。


打赏 0
Kovalus完成墨西哥膜分离元件新工厂扩建,投资超3000万美元产能提升30%
膜分离技术企业Kovalus Separation Solutions于2026年9月2日宣布,其墨西哥蒙特雷新建螺旋膜元件装配设施已经完成扩建并进入目标产能运行阶段。项目投资超过3000万美元,公司称整体生产能力由此提升约30%,并在新设施中导入精益制造、自动化检测及人工智能辅助生产管理技术,面向食品、乳制品、饮料及一般工业过滤市场扩大供给能力。

0评论2026-09-033

GE Appliances投入10亿美元重构美国制造基地,干衣机产线将从墨西哥转移至肯塔基州
GE Appliances于2026年9月2日宣布,将向肯塔基州路易斯维尔Appliance Park制造基地投入约10亿美元,涉及干衣机生产迁移、洗衣设备平台改造及新产线建设。项目跨三个主要厂房推进,部分新生产能力计划于2027年投入运行,反映大型制造企业正在重新整合产品、工程与供应链布局。

0评论2026-09-033

FuelCell Energy推进Torrington工厂大规模扩产 计划投入2亿至2.75亿美元将年化产能提升至500MW
FuelCell Energy于2026年9月2日披露康涅狄格州Torrington燃料电池制造基地最新扩产进展。公司计划投入2亿至2.75亿美元,通过新增高产能流延设备、厂房重新布局、自动化升级及设备采购,将基地年化制造能力提升至500MW,项目预计于2028年6月完成。

0评论2026-09-034

Kovalus投入超3000万美元完成墨西哥制造扩产 螺旋膜元件产能提升30%
Kovalus Separation Solutions于2026年9月2日宣布完成墨西哥Monterrey螺旋膜元件装配设施扩产,项目累计投资超过3000万美元,整体生产能力提高30%。新基地已经生产Sani-Pro和KPAK PLUS系列,并导入精益制造、AI先进自动化及质量检测体系,提高产出稳定性和制造效率。工业分离设备中的膜元件看起来不像机床、机器人那样具有明显的机械结构,但真正进入规模化制造以后,对材料一致性、卷制装配、过程控制、洁净管理和最终测试都有相当高的要求。Kovalus Separat

0评论2026-09-034

Mahindra推进接收Nagpur首批800英亩土地 1500亿卢比汽车与拖拉机制造基地进入实质准备阶段
Mahindra & Mahindra于2026年9月1日公布Nagpur大型制造项目最新进展,公司正在推进接收Additional Butibori首批约800英亩土地,为其规划中的最大汽车与拖拉机综合制造基地进行建设准备。整个项目总规划面积约1500英亩,已公布投资承诺约1500亿印度卢比,全面运行后计划具备每年超过50万辆汽车和10万台拖拉机的制造能力,并配套建设150英亩供应商园区。项目目标从2028年开始生产,目前仍处于土地接收、人员能力建设和前期制造准备阶段。

0评论2026-09-029

Astemo投资超1.12亿美元扩建肯塔基工厂 混合动力电机制造能力继续提升
Astemo Americas于2026年9月1日宣布,将在美国肯塔基州Berea两座制造工厂投入超过1.12亿美元,扩大混合动力汽车电机及相关电驱部件生产能力。此次扩建将新增接近30万平方英尺生产和仓储空间,并计划增加114个岗位。项目同时属于Astemo在肯塔基州多年扩张计划的一部分,后续还将继续增加电驱和汽车控制相关制造能力。随着混合动力车型产量增加,汽车供应链对电机、功率电子、装配测试和高压电气部件的需求正在继续扩大。

0评论2026-09-0211

GS Yuasa将在茨城县建设2GWh储能系统工厂 计划2028年10月开始供货
GS Yuasa于2026年8月31日正式宣布,将在日本茨城县建设新的固定式储能系统生产基地。新工厂建筑面积约44,394平方米,规划年产能2GWh,计划于2028年10月开始供货。该项目属于公司今年2月获批的固定式锂离子储能电池稳定供应计划,整体项目投资约703亿日元,最高补助金额约248亿日元。新基地将覆盖从锂离子电芯到控制系统的日本国内制造,面向电网调节、可再生能源自用、削峰以及应急供电等固定式储能市场。

0评论2026-09-0116

丰田越南工厂总投资调整至超3.73亿美元 生产线升级并准备混合动力车型本地制造
丰田汽车越南公司近日取得越南富寿省调整后的项目投资决定及第12次修订投资登记证,项目调整后总投资超过3.73亿美元,其中约2.837亿美元将用于现有工厂现代化、生产线和机器设备升级,并为新车型制造能力做准备。丰田此前已经明确提出在越南建设当地首条Toyota Hybrid混合动力车型生产线。此次投资调整意味着当地汽车制造正在从传统整车装配继续向电气化车型、多车型柔性制造和自动化生产升级。

0评论2026-09-0114

Eos Energy整合锌电池制造基地 Thorn Hill两条产线规划年产能约4GWh
Eos Energy Enterprises于2026年8月27日宣布,将把主要电池制造业务集中至宾夕法尼亚州Warrendale附近的Thorn Hill生产基地。这座工厂面积约43.2万平方英尺,第二条电池产线已于今年6月开始商业生产,公司计划从2026年第四季度启动第一条生产线迁移,并于2027年初完成制造整合。两条产线全部运行后,Thorn Hill名义年产能预计约4GWh,公司预计整合完成后可将电池转换制造成本降低约10%—15%。

0评论2026-08-2819

Godrej投资超48亿印度卢比扩建Malanpur工厂 高速自动化产线正式投入制造体系
Godrej Consumer Products于2026年8月26日正式启用印度Malanpur基地第四个制造单元,新一轮投资超过48亿印度卢比,使该基地累计投资超过85亿印度卢比。扩建后的65英亩制造基地覆盖香皂、染发产品、家用杀虫产品和空气护理用品等业务,其中香皂总制造能力已经超过20万吨/年。新工厂大量采用自动化和数字化生产技术,高速产线运行速度接近现有产线的3倍,最高可实现每分钟约4000块香皂的生产能力。

0评论2026-08-2727