工業4.0愿景產品和技術采購
工業 4.0 是對新一代制造工藝和實現“智能工廠”的愿景名稱。該名稱來源自德國 – 根據德國政府領導下的一個項目而命名，匯集了主要學術研究機構和例如西門子等工業公司，其本質為工業物聯網 (IOT) 的一部分。這很大程度上來自于第四次工業革命的想法，在前三次工業革命的基礎上得到完善和發展：18 世紀，手工勞動大規模采用蒸汽驅動；20 世紀初，電力技術被應用于生產流水線和大批量生產；直到今天，信息技術被應用于自動化生產流程，仍是得益于上世紀末興起的數字化革命。技術革命在若干年后會引起一系列變革，這是不可避免的，因此，工業 4.0 愿景將會在未來幾年甚至十幾年后變為現實。
組合概念
這一愿景包含了眾多概念，例如物聯網、智能傳感器、信息物理系統、無線和機器對機器 (M2M) 通信，以及大數據和云計算。將制造設備連接至基于 IP 的網絡，所有這些概念都能融合在一起，這將大大提高制造業的生產力、生產質量和靈活性。工廠、機器、原材料和產品都將相互聯系 - 成為實質的智能連接資產 - 形成協作控制，僅需最小的人工干預，即單人操作，就能實現高度靈活的個性化大規模生產。重要的是，還可以將傳感器、環境和操作數據大批量上傳至云端，公共、私人或某種形式的混合云端均可。在云端，運行先進軟件分析的 IT 系統可以啟用自動決策，將數據傳輸給應用，例如預見性維護、適應性分析，從而調節驅動和電機控制，提高操作效率。
此外，隨著時間推移，訂購/采購和庫存系統可以連接自動補充材料、部件和其他必要的制造資源，以便在接下來的數周或數月內繼續生產。RS 設立了電子商務基礎設施以充分迎接這一變革，客戶可以通過此設施自動向經銷商下單。在進一步的設想中，客戶還可以自動對經銷商的供應商下單，反過來補充分銷商的庫存。
傳統問題挑戰
然而，隨之而來的還有一些重大挑戰。如今，由于長年累月的使用，工業自動化和生產流程中的設備都有一些傳統的系統和通信基礎設施問題。這將極大地阻礙自動化行業充分利用工業物聯網的功能、好處和帶來的機遇。重新建立全新的智能連接設備和系統安裝，以及大修整個工業流程的成本對很多企業來說難以負擔，或者至少是不切實際的。
不過，自動化企業可以采用兩種簡單的方法來利用工業物聯網。最重要的是，二者均不涉及重大資本支出或重新設計復雜的現有系統。其基本猜想為，大大增加關鍵部件和系統之間的連接，從而轉換制造流程。公司可以利用最新的 PLC 功能（可編程序邏輯控制器）技術，或通過引入附加設備，將其現有的傳統網絡基礎設施引入到基于 IP 的現代通信系統，實現簡單增強系統的目的。
升級系統
第一種方法，對于啟用新產品和技術的設備而言，升級系統最簡便的方法是更換設備內的舊部件或損壞部件，這取決于特定的工業系統和其維護周期。對于替換 PLC 而言，還有很多其他選擇，比如用帶有以太網接口的西門子 SIMATIC S7-1200 系統替換西門子 S7-200 系統。在這種情況下，替換過程具有完整的還原兼容性，前代系統不需要更改程序代碼。S7-1200 系統具有五種不同的定制型號，每種型號均可根據機器要求擴展配備一個信號板或通信板、八個信號模塊以及最多三個通信模塊。
不過，如果這一方法不適用，目標應用的 PLC 沒有以太網接口，還有其他方法可以將傳統系統引入現代通信環境。使用適配器將串行和 I/O 信號轉換成以太網數據，例如，可以使用 Brainboxes ED-204 以太網收發器達到這一目的。此設備結合了一個雙端口以太網交換機、一個以太網轉 RS-232 接口和一個以太網轉四通道數字 I/O，是連接 PLC 與基于 PC 的數據采集和數據分析解決方案的完美之選。公司的遠程 I/O 設備 ED 系列通常允許通過以太網數字/模擬 I/O、繼電器、熱電偶和一些傳統工業傳感器進行操控。
監控
與此解決方案相關聯的是將 PC 引入到環境中，這可以顯著發揮計算能力和測序能力有限的 PLC 的功能優勢，比如分析或準備操作數控機床。使用 CAD/CAM 應用允許 PC 計算出機器細節，為其輸入精確指令的長序列，從而進一步優化生產線。此外，嵌入到更廣泛的 PC 網絡的生產線將大大受益于支持生產計劃、跟蹤、追溯或調度的軟件。具體的工業 PC 選擇為施耐德電氣 Magelis SCU HMI 控制起動器套件，這是一款支持以太網連接的觸摸屏 PC。
但是，如果將新 PC 或工業監控引入到環境中行不通或不受歡迎，還有一個全新的高度創新型解決方案，叫做 groov，它是 Opto 22 的一款物聯網軟件系統。該系統專門設計用來快速升級傳統工業自動化系統，從而實現遠程監控，而且對現有硬件和/或 IT 基礎設施改動最小。groov 系統是一個基于網絡的工具，可以創建定制控制面板、網絡界面和報告指示板，還可以與現有的幾乎全部 PLC 和工業設備進行通訊，只要其配備以太網端口。該系統能夠讓維護工程師與設備和自動化經理，可以遠程監控幾乎所有自動化系統或工業設備，比如可以在 iOS 或安卓系統的智能手機或平板電腦上，通過網絡連接和應用程序或瀏覽器實現這一目的。還需要 groov 硬件盒子，它可以與傳統以太網 PLC 交互，專為智能工廠研發，無需現場 PC，對于具有低水平 IT 設備或基礎設施的遠程設施和站點而言，實為理想之選。
總結
總之，有相當多的選擇和方法，可以將工業自動化和生產過程連接到現代通信世界和物聯網。像 RS 之類的經銷商，提供了非常豐富的產品和技術選擇，引領自動化公司走向下一代工廠，實現工業 4.0 愿景。