作者 |?Don Dickinson

雖然工業4.0的實施有助于多泵系統的智能優化，但如果沒有開放式控制平臺，操作員可能難以正確協調他們的設備。

工業4.0的實施有助于企業在自動化系統（包括用于城市供水和廢水處理的多泵系統）的運行中實現最佳性能、提高可靠性和節約成本。使用傳統的專有控制平臺則無法完全利用這些優勢。

開放平臺通過促進不同系統和設備的集成和互操作性，為協作和創新奠定基礎，從而實現工業4.0。開放，是泵的控制以及所有自動化系統發展的一個未來趨勢。

各種泵的系統之間差別很大，控制它們的設備亦是如此。一般來說，處在泵控制器兩端的是專用控制器和通用控制器，如可編程邏輯控制器（PLC），通過編程可以控制多泵系統以及外圍功能，甚至控制整個泵站。

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用于泵控制系統的專用控制器vs.PLC

專用控制器針對泵的應用進行了優化，定義了特征/功能集，它易于選擇，并能獲得制造商的支持。相比之下，PLC 可通過編程提供任何所需的功能，并可提供多種硬件平臺和通信選擇，以便集成到工廠網絡中。

這兩種方法已經使用了幾十年，對于特定應用每種方法都有其優勢。然而，它們也都有缺點。專用控制器通常是固定設計，沒有升級或遷移到新技術的選項。PLC需要專有平臺的特定知識才能進行編程和支持，而第三方編程的特性/功能集是自定義的，很難在系統的整個生命周期內提供支持。

相對于專用控制器，盡管PLC有更多選項遷移到新平臺，但從傳統PLC系統過渡到最新平臺，可能既耗時又昂貴——即使是同一制造商的產品也是如此。專用控制器和PLC共有的其它缺點，包括用于過程可視化的選項有限，以及可能需要額外編程和配置的專用硬件。

理想的泵控制器應可以結合專用控制器和基于PLC的控制器的最佳特性。它建立在一個開放式平臺上，該平臺支持在來源不同的各種編程環境中開發應用程序。最重要的是，理想的控制器很容易與其它系統和設備集成，從而實現實時數據共享和分析，為泵系統的運行做出更好的決策。

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為泵的控制和應用提供開放式平臺

在自動化領域，開放式平臺為何具有如此多的優勢？開放式平臺能夠使用先進技術和應用，如工業物聯網（IIoT）、機器學習和云通信，以提供更大的連接性、互操作性和靈活性。此外，開放式平臺可實現：

■ 互操作性：開放式平臺允許不同的系統和設備進行通信、協同工作，并無縫集成各種技術和數據源，從而提高效率。

■ 數據共享：開放式平臺實現了不同系統和應用之間的數據共享，這對過程優化和提高效率至關重要。

■ 協作：開放式平臺為制造商、編程人員、供應商、系統集成商和客戶之間的協作奠定了基礎，從而提供更具創新性的產品和服務。

■ 靈活性：開放式平臺使制造商能夠快速、輕松地采用新技術和過程，從而靈活應對不斷變化的市場條件和需求。

▲開放式PLC可以輕松獲取實時數據，同時還可以連接到常見的云平臺，如亞馬遜的AWS和微軟的Azure。

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在Linux上實現自動化的優勢

Linux 因其開源性、靈活性、穩定性、安全性和經濟性而成為廣受歡迎的開源平臺。在配置Linux操作系統的工業硬件上運行泵的控制應用，除了提供啟動和停止等基本功能外，還可以提供更多高級功能。增強的應用功能可能包括：

■ 預測性維護：利用數據分析和機器學習算法，預測多泵系統何時需要維護，實現主動維護，減少停機時間，提高系統的可靠性和彈性。

■ 實時監控：對泵系統進行實時監控，可以深入了解各個泵和系統的性能，從而在出現問題時快速高效的實施干預。

■ 提高效率：通過識別需要改進的領域，數據分析可以幫助優化泵系統。例如，數據可用于確定單泵最節能的運行工況，從而降低能耗和運行成本。

■ 提高自動化程度：更多數據有助于實現更多決策的自動化，從而減少手動干預的需要。例如，根據需求變化自動控制各個泵的速度，可確保系統以最高效率運行。

■ 增強協作：更大范圍的集成，允許泵系統不同部分之間以及泵系統和外圍系統之間進行更多協作。這使得數據能夠實時共享，從而實現快速有效的決策。

▲像菲尼克斯電氣的PLCnext Store這樣的中心市場，可以將軟件開發人員與用戶連接起來，以實現泵的系統控制的高級功能。

如今，泵制造商提供的產品已經越來越多地使用數據來提高效率，減少停機時間。一些平臺允許客戶遠程監控和管理泵，使用數據分析和機器學習算法來優化泵的性能。

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開放過程自動化

工藝優化和降低成本的目標并不局限于泵系統。理想的泵控制器可以支持任何泵或泵系統，并易于集成到其它系統中，以在全廠范圍內提高效率、降低成本。

一些供應商提供可用于任何泵系統的先進平臺。通過提供有關維修時點或更換泵的詳細信息，使用實時監控來優化泵的性能并降低生命周期成本。這種方法的缺點是，它是一個封閉的專有系統，安裝成本高昂，并且需要訂閱服務來維持對數據的訪問。

理想的泵控制器可在一個平臺上處理控制和高級功能，以最大限度地降低成本和支持需求。它構建在諸如Linux等開放平臺上，允許集成先進的組件，提供云連接，并支持不同來源、不同編程語言的應用。

當然，這一切并不局限于泵控制。開放過程自動化的概念在過程行業中越來越受歡迎，在這些行業中，工廠大規模升級或更換系統的成本非常高昂，而且需要長時間停機才能完成。

▲ PLCnext Control允許并行編程，并將熟悉的IEC 61131-3編程語言與高級語言（如C/C++、C#或MATLAB Simulink）相結合。

開放過程自動化（OPA）正在為過程自動化系統開發一種新的標準。它的目標是為過程自動化系統創建一個開放、可互操作和安全的標準，允許用戶混合和匹配來自多個供應商的硬件和軟件，從而實現更大的靈活性和創新。

開放過程自動化的優勢包括能定制和優化過程自動化系統以滿足特定需求；使用標準、現有商用組件來降低成本并提高效率；并使用安全、可互操作的組件來改善網絡安全。它代表著過程自動化行業的一個重大轉變，從封閉、專有的系統，到具有更大靈活性和創新的、開放的可互操作系統。

盡管開放過程自動化成為泵控制的主流方法還需要一段時間，但其基礎——工業系統的開放式平臺——現在已經出現。在Linux平臺上運行的泵控制應用也是如此，它們代表了泵控制的未來。

關鍵概念：?

■?了解開放平臺如何實現互操作性、協作和靈活性。

■?了解在Linux平臺上如何運行泵的控制應用，可以增強互操作性。

審核編輯：黃飛