Ethernet-based方案 打造數位化智慧工廠

凌華科技股份有限公司產品經理楊家瑋。

凌華科技(ADLINK)股份有限公司量測與自動化產品事業處產品經理楊家瑋先生，闡述過去從工業3.0－PLC單機自動化科技，到今日產線進入內外雲的聯網自動化，明日導入整廠生產流程最佳化的軟體技術，最後以智能軟體與分析技術，透過雲端達到多工廠生產流程的最佳化。

據產業情報網(IEK)對智慧工廠的定義，它將結合物聯網(IoT)、生產模擬(Simulation)、網路與大數據(Big Data)、雲端分析技術於一體，從產品設計階段就模擬下單生產，導出產能、良率與瓶頸所在，確認無誤後才真正投單到實體智慧工廠，進行動態彈性生產、混單生產，以大幅提升生產效率，並確保生產品質。

工業物聯網串起工業運算

凌華專長於IA(Industrial Automation)與IT(Information Technology)兩大應用領域的結合，提出工業物聯網(Industrial Internet of Things；I.IoT)的新概念。據IHS 2013與美商埃施朗(Echelon)調研預估，到2025年全球將有150億I.IoT裝置；工業乙太網路裝置(Industrial Ethernet)佔比將從2011年的16%，成長倍增到2016年的32%。

楊家瑋將各工業乙太網路(EtherCAT、POWERLINK、PROFINET RT/IRT、EtherNET I/P、SERCOSⅢ)等做比較，強調EtherCAT無論效能、Jitter、成本效益、同步性、運動控制等表現在工廠自動化及設備自動化中都特別顯著。

攤開整個IA工業自動化架構圖，如何高度整合像人機介面(HMI)、工控PC、運動控制(Motion Control；MC)、PLC與連網等部分，將是在未來製造生態系統中的機會。他認為未來製造業的挑戰在於三大關鍵環節：1. 提供動態市場更高生產彈性；2. 縮短成品上市的導入時間；3. 生產效率的提升。

凌華EtherCAT解決方案與實際應用案例

凌華科技(ADLINK)針對I.IoT分散式解決方案，提供EtherCAT解決方案，可使用於惡劣的工作環境，有效協助客戶最佳化生產、降低總持有成本(TCO)。

凌華科技本次推出了包含主端及從端的完整EtherCAT方案，其中主端控制器 「Talos-3012 EtherCAT主端控制器」，整合搭載英特爾1.91GHz Atom E38系列多核心處理器設計，體積約僅手掌大小，搭配凌華自主研發的ADLINK SoftMotion核心與CoDeSys V3軟體，提供高達64軸運動控制、破萬點的I/O控制能力，並符合IEC 61131‐3規範。

不僅是控制器，也是工業物聯網雲端閘道器，跟HMI、CIM與專屬控制器整合更可降低TCO成本。凌華Talos-3012未來將內建龍門機構、多軸互操作性與連續輪廓等軟體運動控制區塊(Function Block)，以利縮減軟體開發時間。

凌華科技EtherCAT系列從端產品—「EPS系列 EtherCAT從端控制器」除了整合最新ARM與FPGA技術，同時也延續了固有的運動控制核心以及量測技術，一口氣提供了多款從端模組，包含了DIO、AIO、Thermal measurement以及運動控制模組，可讓使用者根據不同應用做彈性搭配。藉由Hot-swap技術，讓使用者在不需斷電的情況下置換異常模組，可大量節省客戶維護的時間。

寬溫及強固的設計，相較於現在市售的EtherCAT從端裝置僅能提供攝氏0-50度的操作溫度，凌華科技的EtherCAT模組允許使用者可以操作在更嚴苛的環境，支援攝氏零下20度？攝氏60度的環境溫度、IP31設計可應用於多塵環境。

凌華科技的EtherCAT方案適合用於機器自動化(Machine Automation)以及工廠自動化(Factory Automation)領域，如鋼鐵製造業、EMS廠、包裝業、物流倉儲業、娛樂商演場地與印刷業等領域。

凌華主端控？從端控制器採一體成形鋁合金設計，提供IP31工業防護等級，採熱插拔(Hot Swappable)設計，5分鐘內自動回復原先暫停的工作狀態，同時可以改善機台平均失效時間(MTTR)。

凌華提供LinkMasterPro軟體，可依據使用者組態自動生成對應的XML檔案，大幅減少使用者安裝時間。同時主端控制軟體符合IEC-61131-3規範，支援LD/IL/FBD/ST/SFC五種PLC控制語言，便利客戶能延續原有邏輯程式進行控制。

楊家瑋舉例無論是IC晶圓廠Pick & Place機台，FPD顯示面板搬移機台等，航空貨運業分貨輸送帶、鋼鐵業的熔爐煉鋼生產線等，都需要高同步化的運動控制，高伺服馬達相容性，可邏輯程式化軟體、及分散、開放式架構或各式拓樸的子裝置支援性，甚至得支援寬溫工作環境。

楊家瑋最後總結，隨著「智慧工廠」主題的延燒，數位化、網路化以及智能化已經是下一代工廠關鍵零組件不可或缺的特徵。而其中網路化可由工業用乙太網以高過15% CARG可見一斑，未來工廠使用者將會視工業用乙太網路為標準配備，並利用網絡進行M2M通訊，而由內部雲(Cloud)做分析以及適當調配，來最佳化產線的生產力，並協助企業或工廠可以縮短產品設計到導入製造的時間，簡化生產程序並增加現場產線配置的彈性，進而保證高效率生產及高品質產品。