嵌入式與物聯(lián)網和工業(yè)4.0
由于瓦特的發(fā)明,人類社會進入了“蒸汽時代”,并迎來了第一次工業(yè)革命。 第一次工業(yè)革命用工廠系統(tǒng)代替了手工車間,而用機器代替了手工工作。 這幾乎是自動化方式上的突破。隨后引入的傳送帶生產被認為是明智且高效的貨物生產,并且是工業(yè)2.0的又一重要里程碑。 在工業(yè)3.0中,可編程邏輯控制器(稱為PLC)開始了這個新時代。那時,中繼系統(tǒng)通用的硬連線控制過程已經成為過去。
硬件和軟件的時代開始了,從而為嵌入式系統(tǒng)奠定了基礎。減少了布線所需的工作,并且這種新型的控制系統(tǒng)具有越來越多的靈活性。最初,嵌入式系統(tǒng)基于8位或16位微控制器。在自動化階段,首次使用了所謂的現(xiàn)場總線以及諸如光柵,限位開關,溫度和液位傳感器等傳感器的連接。較小的分散式控制器通過現(xiàn)場總線和專有網絡與PLC連接。對網絡和數(shù)據供應的需求不斷增長。因此,對總線系統(tǒng)和網絡的要求也增加了,以便顯示有關完工狀態(tài),庫存,生產能力等的數(shù)據。這是通過將機器鏈接到公司管理計算機(垂直集成)來實現(xiàn)的。這被稱為聯(lián)網工廠。
當網絡變得司空見慣時,也開始了自動化的新紀元:今天,我們談論工業(yè)4.0和物聯(lián)網。兩者都不是產品,也不是概念。相反,它是智能數(shù)字系統(tǒng)的整體聯(lián)網的愿景。將來,機器應該能夠通過新的信息和通信技術互相控制。生產流程(例如生產本身,計劃和服務)應自動優(yōu)化。整個過程應盡可能實時進行,以實現(xiàn)自組織的生產系統(tǒng)或增值鏈。
為了在現(xiàn)實中實施該項目,為此目的所需的所有數(shù)據都必須可用。如果可以在全球范圍內考慮,那么將沒有足夠的能量和內存容量將所有數(shù)據保存在云中。因此,邏輯系統(tǒng)概念是實現(xiàn)此愿景的前提。對此的重要要求是所有系統(tǒng)的本地化和聯(lián)網,以及節(jié)能系統(tǒng)的使用以及所需信息的傳輸,而不是復雜而龐大的數(shù)據量。另一個要點是在將機器,系統(tǒng)和設備聯(lián)網以及傳輸和聯(lián)網安全關鍵信息時要有足夠的安全性概念。沒有人希望通過全球黑客向公眾甚至競爭對手公開重要信息和數(shù)據。
公司面臨著眾多任務,這些任務需要根據項目特定要求提供解決方案。解決方案的可能方法是嵌入式模塊和系統(tǒng)解決方案。基于ARM的CPU的制造商通常會提供完善的系統(tǒng)和安全性概念。除了集成在CPU中的基于硬件的安全功能之外,已經有許多軟件解決方案可實現(xiàn)安全可靠的系統(tǒng)。特別是基于ARM的嵌入式系統(tǒng)是根據IoT和工業(yè)4.0的能效要求實施項目的理想平臺。與其他架構相比,ARM在每個芯片表面的性能最高,并且在芯片技術方面處于領先地位。多家制造商的基于ARM的CPU當前正在快速發(fā)展:在性能,除了具有32位架構的當前計算核心(例如Cortex A7,Cortex A8和Cortex A9)之外,ARM還提供了基于64位架構的計算核心,例如Cortex A53或Cortex A72。盡管性能不斷提高,但它們仍然顯示出計算能力與功耗之間的良好關系。
ARM芯片制造商使用它集成每個市場專用的接口,以便滿足最高的安全標準,同時滿足新的市場要求,尤其是在網絡領域。基于幾乎所有行業(yè)的廉價且功能優(yōu)化的替代產品可用于幾乎所有行業(yè),無論是在汽車行業(yè),網絡行業(yè),自動化技術還是技術領域控制。不同之處還在于,將來可能會集成其他安全功能,以便更好地滿足市場對安全數(shù)據傳輸?shù)囊蟆?/p>