工業設備的案例
原創 | 工業測控設備安全技術發展趨勢分析
摘要：工業測控設備是工業控制系統的神經中樞，其安全問題日趨嚴峻，內生安全技術是抵御內外部信息安全威脅攻擊的根本。本文從內生安全視角闡述了工業測控設備功能安全、信息安全技術的發展過程，以及目前國內外安全型工業測控設備的產品化業態，介紹了相關工業測控設備安全標準研究進展，最后結合現狀分析了未來發展的趨勢，為工業測控設備安全技術的研究及發展提供參考。
關鍵詞：工業測控設備；內生安全；功能安全；信息安全
1 前言
工業測控設備的范圍包括變送器、執行器等過程傳感與執行設備，以及PLC、DCS等各類控制器，同時包括涉及的上位機系統。測控設備是工業控制系統的神經中樞，隨著工業控制系統數字化、網絡化、智能化發展，面臨著安全威脅加劇滲透、攻擊手段復雜多樣等新挑戰。
工業控制系統信息安全已經上升到國家戰略安全層面。美國、歐盟、中國等高度重視工業信息安全發展，發布了工業信息安全的國家戰略和政策法規，以構建工業信息安全保障體系。
2017年美國總統簽署《增強聯邦政府網絡與關鍵性基礎設施網絡安全》行政令。美國工業控制系統應急響應組（Industrial Control System Cyber Emergency Response Team，ICS-CERT）對關鍵基礎設施的測控設備廠商、集成商、用戶提出了縱深防御實施要求，按年發布漏洞報告；歐盟應急響應組承擔“歐洲關鍵基礎設施保護項目”，分析工業安全事件響應，指導各成員國的信息安全措施。2017年黨的十九大報告強調“開展關鍵信息基礎設施保護”、中國工信部印發《工業控制系統信息安全行動計劃（2018-2020年）》等，初步形成“政府引導，企業主體，自主制造，共同推進”的基本方針。
展開 ROHM產品陣容新增非常適用于車載和 工業設備的超低阻值分流電阻器"PSR100系列" 同時實現3W
＜概要＞
全球知名半導體制造商ROHM的電流檢測用大功率超低阻值分流電阻器?PSR系列?產品已在車載和工業設備等需要大功率的應用領域獲得高度好評，如今又新增小型版的"PSR100系列"。
"PSR100系列"已于2017年4月開始以月產15萬個的規模投入量產。生產基地為ROHM Integrated Systems (Thailand) Co., Ltd.。
＜背景＞
分流電阻器在車載和工業設備領域被廣泛用于大功率應用的電流檢測。其中在車載領域，隨著電子化和電動化進程的不斷深入，小型電機和ECU的搭載數量呈穩步增長趨勢，對大功率且小型的分流電阻的需求日益高漲。在這種背景下，客戶對擁有多年豐碩業績的ROHM的要求也日益提高，因此，此次在具有大功率、超低阻值特色的PSR系列中又新增了小型產品陣容。
＜新產品詳情＞
<area coords="243,177,474,227" href="http://www.rohm.com.cn/web/china/search/parametric/-/search/High Power Chip Resistors
(LTR series)" shape="rect" style="font-family:宋體, SimSun;font-size:14px;"/>
「PSR100系列」的電阻體金屬采用高性能合金材料，使產品在低阻值范圍也實現了優異的電阻溫度系數（TCR）※。而且還利用ROHM獨有的精密焊接技術，實現3W大功率和小尺寸(6.35×3.05mm)，成功地同時實現了本來很難兼顧的大功率和小型化。
這使得產品在車載和工業設備領域等溫度保證要求苛刻的應用電路中也可從容使用，非常有助于減輕設計負擔并促進應用的進一步小型化。
展開 工業設備狀態監測系統解決方案詳細分析
工業企業設備管理方面普遍面臨著：設備運維成本高、安全隱患管控難、檢修維護效率低等情況，成為制約企業發展的一大難題。
設備能否安全可靠地運行，對于確保產品質量、提高企業生產能力、保障安全生產具有十分重要的意義。
如何低成本、高效率的實現設備狀態遠程監控，實現故障風險的早期識別，將事故隱患消滅在萌芽狀態。將設備管理工作由“被動應對”提升為“主動干預”實現主輔機設備的預測性維護，對于降低設備維護成本，保證設備運行安全以及提升工業企業整體經濟效益都有著非常重要的現實意義。
云酷科技設備狀態監測系統針對工業設備狀態監控管理中存在諸多問題，提出以信息技術賦能傳統管理業務的管理思路?；谖锫摼W技術，通過音頻傳感器實現設備音頻數據的遠程采集；利用信號解析技術，提取音頻數據關鍵指標信號；利用信號分析及AI神經網絡技術，實現設備運行狀態的遠程監測和設備故障的早期預警；同時輔以振動和溫度傳感器，使管理人員和作業人員隨時隨地掌握設備運行狀態，幫助企業用戶提升生產效率，保證生產安全，優化生產決策。
設備狀態監測系統創新點：
1.利用物聯網技術進行設備狀態監測。基于物聯網傳感器的設備監測系統實現對設備運行狀態的遠程監測，提高設備運行的可靠性。
2、利用聲音對設備故障告警和診斷。到目前為止，發電行業的設備故障告警與診斷多數以振動監測為主。本系統將設備聲音作為設備故障預警與診斷的主要依據，與振動監測相比靈敏度更高，可遠程監聽，適應性廣，作用更大。
3、使用機器學習和深度學習相結合技術作為分析工具。目前已有的設備故障告警與診斷系統大多采用傳統的機器學習模式，不能適應不斷變化的生產環境，適應性不強。設備狀態監測系統采用機器學習技術，具有模型自主學習，自完善的能力，異常識別更加精準，提高設備穩定運行。
展開 工業互聯網+5G，能否讓占比八成的“啞”設備開口說話？
小型工業專用5G網絡在歐洲引起了大家的興趣，據媒體報道，寶馬、大眾等汽車制造商向德國BNA(聯邦網絡局，掌握德國的頻譜)表示，他們有興趣自己建設并運營本地5G網絡，不僅用于無人駕駛，還會用于工廠的生產制造。如果說德國企業對5G表現的激進是由于制造業發達、運營商網絡升級遲緩的不相匹配產生;而中國則是另一番景象——運營商的5G部署節奏不斷加快，但卻為5G應用場景、商用模式不清晰而苦惱。
八成以上的工業設備尚未聯網
數據采集是工業互聯網平臺的基礎，工業互聯網平臺首先要解決的問題是連接工業中的人、機器設備和業務系統，但是設備連接在工業現場并不是一件容易的事情。
賽迪智庫信息化中心工業互聯網研究室主任袁曉慶博士對《中國電子報》表示，當前，我國規模以上工業企業里，80%以上的機器設備都是沒有聯網、不會說話的“啞”設備，只有20%的設備聯了網、會說話，但是這些設備遵循不同的通信協議，存在嚴重的“語言障礙”，成為制約工業互聯網平臺建設的“卡脖子”之處。
一方面我國制造業總體水平處于2.0向3.0過渡階段，老舊設備多、數字化水平低。2017年我國規模以上工業企業生產設備數字化率為44.8%、數字化設備聯網率為39.0%，需要通過加裝傳感器等方式實現設備聯網，導致工業互聯網平臺數據采集難、成本高、效率低。
另一方面20%的設備聯網了，但通信協議不統一。近30年來，全球各類自動化廠商、研究機構、標準化組織圍繞設備聯網推出了成百上種現場總線協議、工業以太網協議和無線協議，協議標準眾多且相對封閉，工業設備互聯互通難，嚴重制約了設備上云，亟需構建能夠兼容、轉換多種協議的技術產品體系。
展開 
工業物聯網案例：智能工廠設備無人值守系統方案
通過工廠設備無人值守系統，可以集中采集、傳輸、處理、顯示各類工業設備數據，可以對空壓機、變電站、注水泵、增壓機、PLC，數控機床，工業鍋爐、工業機器人等設備遠參數和環境信息集中處理和控制，并通過邊緣計算網關將關鍵運行參數上傳到云平臺，達到遠程實時監控的目的，打造無人值守智能工廠。
1、工廠設備無人值守系統構成
系統基于物通博聯工業智能網關，實時采集現場設備或PLC控制器內的數據，并通過5G/4G/WIFI或以太網的方式，實現設備數據實時采集、設備遠程維護、故障診斷分析等功能。將數據傳輸到云平臺，通過手機APP/電腦web端實現設備智能管理，隨時讀取設備運行狀態，提高工作效率和可靠性，減少人工成本的投入，實現現場化智能管理。
2、工廠設備無人值守系統功能
（1）實現現場設備的實時監控，如在線離線、運行停機、正常故障等狀態實時顯示。
（2）設備出現異常故障時，可以通過微信、短信、郵件等方式推送到各級管理員。
（3）設備遠程維護，可以遠程定位設備，進行程序上下載、編程調試等維護操作。
（4）多網互備、斷點續傳，保證設備數據傳輸不受干擾，保證數據安全和完整性。
3、工廠設備無人值守系統效益
（1）提高運營管理效率和降低成本
通過實時數據監控可以有效關注到設備生產狀態，從而及時采取措施，提高工作管理效率，避免造成更多損失。此外通過能耗數據和工藝流程的優化也有助于降低成本。多樣化的數據可以支撐企業制定更智能更科學更及時的決策。
（2）帶來新增收入和高技術崗位
無人值守的意義在于實現人事物等要素的動態流動，發揮最大的使用價值。通過數據分析計算，可以為產品研發和模型構建提供數據支持，實現數據智能分析應用，利用數據創造更多價值，有利于高技術人才向上發展。
展開 多物理場仿真 | Universal Robots開發協作式機械臂助力未來工業設備
UR20可以處理堆垛，焊接，材料搬運等任務
助力工業設備的未來
自動化和多物理場仿真正在影響第四次工業革命。這兩種技術都可以提高工業設備的效率、可靠性、耐久性和性能。協作式機器人有助于降低成本，節省能源并最大限度地減少浪費。因此，選擇協作式機器人（就像選擇仿真一樣）也可以幫助客戶減少碳排放。
除了已經采用的Mechanical、Motion和nCode之外，UR團隊還通過在線Ansys學習中心獲得了其它支持，并已經開始探索Ansys optiSLang、Ansys HPC解決方案和Ansys Twin Builder，以用于開展未來的項目。
Taber表示：“重要的一點是，我們的仿真合作伙伴不僅要滿足我們在相關物理場仿真方面的需求，而且還要滿足在系統層面上的多物理場相互作用和耦合的需求。正因為如此，Ansys一直是我們的出色合作伙伴，它為我們提供了大量的多物理場仿真工具，而且更重要的是，多年來在Ansys優秀的工程師和開發人員的幫助下，我們獲得了巨大的支持和協作.正是得益于他們的幫助，我們才能夠實現仿真目標。”
第一批UR20協作式機器人預計將于2023年第二季度發貨
UR20備受行業贊譽，并且榮獲了2022年IDEA機器人類別的大獎和2022年LEAP工業自動化類別的大獎。第一批UR20協作式機器人預計將于2023年第二季度發貨。
展開 ROHM開發出業界最小級別的小型輕薄雙色貼片LED"SML-D22MUW" 有助于工業設備和消費電子
＜概要＞
全球知名半導體制造商ROHM開發出業界最小級別1608尺寸（1.6x0.8mm）雙色貼片LED"SML-D22MUW"，有助于工業設備和消費電子設備的顯示面板數字部分實現多色化。
此次開發的產品與單色貼片LED封裝尺寸相同，僅為1.6x0.8mm，封裝內置紅色和綠色兩種貼片LED，可節省空間并實現多色顯示。與以往的雙色型產品（1.5x1.3mm）相比，不僅體積縮小35%，還有助于應用顯示面板的薄型化。
不僅如此，考慮到客戶回流焊時的使用條件，在封裝中施以防止焊料侵入的措施，可防止焊料侵入樹脂內部。從而消除焊料侵入導致的問題，確保高可靠性。
本產品已于2017年6月開始出售樣品（樣品價格
50日元/個：不含稅），可通過AMEYA360、RightIC在線購買。另外，預計將從2017年8月開始以月產300萬個的規模投入量產。前期工序的生產基地為ROHM株式會社總部（京都市），后期工序的生產基地為ROHM
Semiconductor(China) Co., Ltd.（中國）及ROHM-Wako Electronics(Malaysia)
Sdn.Bhd.（馬來西亞）。
今后，ROHM將繼續推進小型輕薄LED的開發，不斷強化易用性優異的產品陣容。
＜背景＞
近年來，工業設備和消費電子設備的數字顯示使用貼片LED的越來越多。以往，這類顯示部分多采用單色顯示，而希望通過顏色變化更容易識別異常狀態的需求日益高漲。
然而改變顯示顏色需要使用2個LED，與單色型相比，雙色型存在不僅尺寸變大，還需要準備單色用和雙色用兩種封裝，開發成本加倍的課題。
展開 光纖壓力傳感器在則量工業設備氣體壓力中的應用
壓力是工業生產過程中的重要參數之一。流體的輸送、物質物理性質的變化均與壓力有關。與此同時，壓力又是生產設計過程的一個安全指標。任何設備裝置只能承受設計所規定的壓力，若超過允許的壓力范圍，可能會使設備損壞，甚至產生爆炸事故，導致巨大的損失。因此，壓力測量在汽車、制造、航空、生物醫學領域，甚至和我們生活息息相關的空調、電子設備等領域都是非常重要的。下面工采網小編和大家一起看看光纖壓力傳感器在則量工業設備氣體壓力中的應用解決方案。
氣體壓力就是氣體給予器壁的壓力，它是大量分子連續不斷地撞擊器壁的宏觀表現，是用來描述體系狀態的一個重要參數。因此，壓力的測量具有重要的意義。
工業氣體壓力能利用技術進行分析在適當的壓力作用下，氣體可以被壓進一個很小的空間，空間里的氣體，隨著壓進量增加，壓力逐漸升高，于是就說氣體被壓縮了；相反地，如果把一定量的氣體通到一個比在普通情況下它所占的體積更大的空間里，氣體總是能均勻地充滿整個空間，但那里的壓力將比充入的原氣體壓力低，于是說氣體膨脹了。
氣體壓力是反映氣體運動狀態及其能量大小的一個物理量。按作用原理及其代表的物理意義分為靜壓、動壓，它們的總和稱為全壓。氣體壓力的檢測往往會用到氣體壓力傳感器，然后通過儀表或者顯示屏顯示出來，從而得出氣體的壓力，基于這個原理制造出了氣體壓力測量裝置用來檢測氣體的壓力，工采網提供的加拿大FISO 光纖壓力傳感器 - FOP-M的目的之一是使之能在高溫環境下工作。此外，光纖壓力傳感器FOP-M還具備以下優點：不受EI/RFI影響、尺寸小、可在惡劣環境下做可靠測量、精度高 以及耐腐蝕等。FOP-M光纖壓力傳感器的max耐溫達150°C (302°F)，這使它成為任何存在高溫場合的科研領域的理想產品。在這些極端環境下，我們可以提供不同長度和種類的光纖鉛皮線纜。
展開 技術干貨丨基于 Altair SimSolid 的工業電子設備隨機振動仿真
本文采用 SimSolid 無網格分析軟件，對某工業電子設備做隨機振動分析，十幾分鐘內能得到仿真結果，實現產品性能快速評估。
2 數據模型
工業電子設備尺寸為217mm×149mm×97mm，總重1.5kg，材料以鋁合金為主，如圖1所示：
圖1 工業電子設備
材料參數如下表：
零部件
材質
彈性模量(MPa)
泊松比
屈服強度(MPa)
密度(ton/mm^3)
外殼
Aluminum
73000
0.33
324
2.78e-9
四角
Rubber
15.4
0.5
70-90
1.34e-9
內板
Plastics
709
0.4
30
1.29e-9
3 SimSolid 分析
首先導入幾何模型，如圖2所示，從模型裝配信息可獲知該裝配體有125個零件。
展開 MBSE建模應用案例和實踐經驗：挖掘機傾覆解決方案（工業設備行業MBSE方法實踐）
挖掘機產量大幅增長的背后是工業設備系統復雜性的提升，應對不同的工作環境，對挖掘機的安全性、可靠性要求也愈發嚴格。
挖掘機等工業設備如何有效的針對市場需求來進行產品設計及品質提升，快速驗證產品對需求的響應覆蓋是各大廠商關注的重點。如果在設備設計階段引入基于模型的系統工程（MBSE）方法，明確設備各個系統關鍵功能設計過程中的需求針對性，便捷追蹤，實現架構的正向設計全過程。
本文以挖掘機的“智能穩定系統”為例，基于達索系統3DEXPERIENCE平臺，通過RFLP系統工程架構，辨識市場反饋的挖掘機安全規范和需求、進行功能分析及邏輯架構設計，建立符合用戶需求的仿真模型，進行需求、功能、邏輯架構、系統仿真、物理設計等模型的關聯追溯，可以有效地支持面向市場需求進行產品研制的過程。
展開 ANSYS和通用電氣合作支持眾多更加智能的工業設備
工程仿真、大數據分析和云技術的組合支持工業物聯網
2015年9月29日，匹茲堡訊——ANSYS（NASDAQ:ANSS）今天宣布加入通用電氣公司（NYSE:GE）的Digital Predix早期采用者計劃。這項舉措完美結合了業界領先工程仿真平臺的強大實力和工業數據分析領域的第一款也是唯一一款工業云解決方案：通用電氣的Predix云平臺。作為Predix早期采用者計劃的一部分，兩家公司今天在舊金山的通用電氣“Minds + Machines”大會上演示ANSYS旗艦仿真平臺與通用電氣Predix工業互聯網平臺的試驗性集成方案。
通用電氣的Predix工業互聯網平臺是專為工業數據和分析而設計的全球唯一一款工業云解決方案，可滿足航空、運輸、油氣和醫療保健等工業領域的需求。組織機構可利用該平臺打造創新型工業互聯網應用，將實時運營數據轉變為有助于改進和加速決策的洞察力，同時盡可能提高機器效率。
工程仿真軟件在傳統上一直被用于設計階段，目前市場上幾乎所有創新產品都能從仿真技術中大獲裨益。隨著物聯網的發展，高級產品現在結合了機械、流體、電子和嵌入式軟件，因此仿真技術變得更加重要。完整系統級模型現在對于利用仿真系統性能測試操作現場數據和分析基準而言非常必要。與業界高瞻遠矚的通用電氣公司合作將能夠完美展示工程仿真技術擴展到整個產品生命周期的優勢，涵蓋了初始設計、操作維護乃至下一代產品的設計。
ANSYS業界領先的工程仿真軟件組合與通用電氣的Predix工業互聯網數據分析平臺相結合，能幫助企業分析智能設備在實際工作條件下的性能，并信心十足地做出預測，而在此前只能做到推測而已。通過大數據分析進行基于物理場的仿真，結合嵌入式智能增強的工業設備，不僅有助于降低風險，避免不必要的停機時間，還能加速新產品的開發。
展開 
現代工業電氣設備維修原則與方法
1 現代工業電氣設備應遵循的維修原則
1．1先動口詢問，再動手維修：在進行維修工作之前，維修人員應該對設備發生故障的原因以及具體的故障現象進行詢問，在對其有了深入了解之后，維修人員可以基本斷定設備出現故障的部位以及原因，這樣只需要對猜測的部位進行檢查即可，不需要對設備整體進行檢查，這樣就可以節省時間。另外，在進行維修之前，還應該對設備的結構特點進行明確，然后在維修過程中，按照規范的流程進行拆卸，與此同時，還應該在拆卸的過程中，做好記錄，以便下次維修。
1．2先對外部進行維修，再對內部進行維修：在維修設備之前，應該先對設備表面進行檢驗，若是表面出現裂縫等問題，應該先進行修復，確定表面沒有問題之后，再對其內部進行維修。在拆卸之前，需要確定故障是發生在內部的，只有確定故障是發生在內部之后，才可以拆卸設備，若是隨意拆卸設備，將會縮短設備的使用壽命。
1．3先對機械進行維修，在對電氣進行檢查：在對設備進行檢驗之后，發現設備沒有故障，則需要對電氣進行檢查。在對線路進行檢查的時候，工作人員需要使用檢測儀，找出發生故障的部分，然后檢查線路是否接觸不良，在此問題排除之后，根據線路和機械之間存在的關系進行判斷，進而確保判斷的準確性。
1．4先靜態，再動態：在設備還沒有接通電源的時候，工作人員可以對電氣設備的熱繼電器、按鈕以及保險絲等部位進行檢查，若是這些部分出現問題，需要及時進行維修，若不是這部分出現故障，則需要根據實際情況，結合聽聲、測參數等工作來判斷設備出現故障的原因以及部位，并開展維修工作。
1．5先對設備進行清潔，然后再維修：電氣設備在長期使用之后，不可避免的會堆積一些灰塵，工作人員在開展維修工作之前，應該先對設備進行清潔，比如說按鈕、接觸點等部位，在清潔之后，檢查這些外部器件是否出現故障。一些電氣設備出現故障的原因就是因為有灰塵，進而導致設備無法正常運行。
展開 西門子工業設備系列會議持續報名中！9大前沿議題，覆蓋研發、制造及服務全業務鏈，進入預約
參會贏好禮
本系列研討會為西門子策劃的工業裝備AI主題系列會議，全系列會議涵蓋研發、制造及服務全業務鏈，與數字孿生、AI技術深度融合；探討行業前沿議題！下方海報掃描<報名碼>了解預約全9場會議！
參會學習本系列會議福利多多。單場參會互動有幾率得西門子定制保溫杯；累積學習一定場次可兌豐富實物禮品，下方海報查看具體規則參與活動，感興趣添加<活動客服>咨詢。
*如您較晚看到本活動，可使用在會時長抵到會場次，具體添加活動客服咨詢
end
技術鄰簡介:
技術鄰專注于工科技術社區，從最早的CAE技術社區（中國CAE聯盟）發展而來，在CAE領域有20年的教學和咨詢服務經驗。
更多福利資料領取、行業內最新研討會預約、仿真服務 ， 掃碼添加技術鄰客服 詳細咨詢~
（??掃描二維碼添加客服詳細咨詢??）
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最后說一說他的設備 :在手柄做了內置的干冰分割器，避免干冰冰塊頭尾冰比較脆，容易造成不規則的塊狀掉下來，傳統的都是直接噴射出來容易造成產品的直接傷害，而SM-01干冰去毛刺機可以有效的避免，通過噴頭內置干冰分割器阻止了超過規定大小的顆粒通過，并即時自動的進行分割，這樣噴射出來的干冰顆粒全部是在可調的目標范圍，因此披風毛刺的大小需求來調試SM-02干冰去毛刺機，這樣客戶的需求問題解決能相對來說就跟進柔性了。
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展開 技術干貨丨基于 Altair SimSolid 的工業電子設備隨機振動仿真
本文采用 SimSolid 無網格分析軟件，對某工業電子設備做隨機振動分析，十幾分鐘內能得到仿真結果，實現產品性能快速評估。
