應用於自動化和控制的嵌入式系統
嵌入式系統經常用於工業環境中，以實現工廠系統和機械的自動化和控制。嵌入式系統用於較大的系統中，執行特定任務，例如控制馬達和閥門、組裝線速度、調整溫度和其他變數，以及管理網路設備。用於自動化和控制的嵌入式系統的總體目標是控制流程，以最大化整個流程的性能和效率。此外，它的目標是生產出最好的產品，同時在嚴峻的環境中穩定且最佳地運作。
通常，用於自動化和控制的嵌入式系統由構成消費級桌上型電腦的相同組件製成。這些組件包括 CPU、GPU、晶片組、儲存裝置和 I/O 連接埠。也就是說，常用於一般桌上型電腦的組件與用於工業嵌入式系統的組件之間存在一個關鍵差異。工業嵌入式系統中的組件經過測試和驗證，可在嚴峻的環境中穩定運作。然而，一般電腦中的組件無法在嚴峻的工業環境中正常運作。最終，整個封裝允許嵌入式電腦系統與工業環境中的機器、設備和其他設備進行通訊，並允許這些設備透過網際網路與雲端進行通訊。
自動化與控制
嵌入式系統經常用於工業環境中，以自動化用於製造產品或其組件的各種流程。例如，自動化電腦可用於自動化組裝產品或產品組件所涉及的各種任務。許多組織正轉向自動化，因為與人類製造的產品相比，它能提高效率並生產出錯誤率更低的產品。當然，機器本身並無智慧；它們需要嵌入式系統來自動化流程，指導機器如何製造產品或組件。嵌入式系統也用於透過分析來自高速視覺攝影機的資訊來檢查產品和組件，這些攝影機掃描產品以查找缺陷。
例如，嵌入式系統可用於監控和控制製造塑膠瓶的設備溫度，並監控和控制組裝線的速度，根據塑膠瓶的產量自動調整速度。此外，機器視覺可用於掃描瓶子以查找缺陷，並丟棄不符合預定義要求的瓶子。
當然，許多工廠已經配備了 PLC（可程式邏輯控制器），用於監控和控制組裝線；然而，嵌入式電腦系統可以整合到現有機器中，以控制並將許多工作負載整合到單一系統中。
總體而言，工業嵌入式電腦可用於建立中央系統，以監控和控制各種流程，從而產生更簡單的系統，因為操作員需要追蹤的系統較少，因此需要的維護也較少。
監控
除了控制和自動化流程，嵌入式系統還能實現工廠設備和機械的遠端監控。這是因為工業電腦收集資訊後，可透過網際網路將其上傳到雲端，以進行遠端監控和控制。由於內建 USB Type-A 連接埠和序列 COM 連接埠，嵌入式電腦可以監控和控制新舊機械設備，這些連接埠用於與工廠設備、機器和工業物聯網設備進行通訊。
嵌入式電腦收集、處理和分析的資料可用於產生有價值的見解，工廠操作員可利用這些見解來衡量性能並提高工業流程的生產力。
例如，如果一家工廠生產塑膠瓶，該工廠可能對其生產的瓶子的硬度有要求。可以使用閉環控制系統來實現理想的硬度。這是透過放置一個感測器來監測過程輸出的瓶子的硬度，並將其與所需的硬度進行比較來完成的。如果瓶子不如應有的硬度，系統可以使用輸出數據對過程進行校正，以達到所需的瓶子硬度。
常見的工業自動化和控制應用有哪些？
1. 智慧工廠與製造
嵌入式系統經常用於製造設施，以控制系統並管理用於製造組件或產品的工廠機械和設備。自動化之所以興起，是因為它允許製造商生產出與理想尺寸或規格偏差最小的產品或組件。
用於自動化的嵌入式系統的運作方式與人類相同。它們從部署在製造工廠的各種感測器中獲取輸入，並利用這些輸入來微調生產流程。感測器可以獲取包括熱量、濕度、壓力、光線以及許多其他類型的感測數據。然後，數據由本地邊緣嵌入式系統進行測量、分析和匯總。分析後的數據可用於進一步提高流程的效率和有效性，並且可以發送到雲端，使組織能夠遠端監控和控制其製造操作。
2. 農業自動化與灌溉
嵌入式系統正被用於農業自動化和灌溉。也就是說，嵌入式電腦系統用於從各種感測器收集資訊，例如溫度感測器、濕度感測器和土壤濕度感測器。一旦嵌入式系統獲得來自感測器的資訊，它就可以決定如何最好地灌溉植物，以實現最佳作物生長，從而獲得最佳產量。例如，如果感測器檢測到作物的某個部分土壤過於乾燥，系統可以選擇性地開啟灑水器，以達到最佳作物生長所需的土壤濕度。
Credit (Diplomatist)
智慧農業正在改變農業的運作方式。許多曾經由人類控制的活動，現在透過感測器嵌入式計算系統網路實現自動化，其中透過感測器和攝影機全天候監控光線、土壤濕度水平和植物生長等參數，並透過極快的有線或無線連接共享資訊。因此，嵌入式系統可用於本地和遠端監控植物健康，並且可以利用資訊來微調生長過程，以實現最佳作物產量。
3. 地表與地下採礦
堅固耐用的嵌入式系統也用於地表和地下採礦。嵌入式系統正被用於自動化採礦的各個方面。例如，它們正被用於為機器人技術和車輛帶來智慧，以便可以遠端控制它們，使人類在地下採礦作業中遠離危險。取而代之的是，操作員被安置在控制室中，遠端控制採礦機械、車輛和其他無人採礦設備。此外，車輛嵌入式系統安裝在採礦車輛中，為操作員提供來自車輛上感測器和攝影機的各種數據，從而實現車輛的遠端控制。如果沒有在車輛上安裝嵌入式物聯網閘道器，用於傳輸從車輛和其他採礦設備上的感測器和攝影機收集的數據，並允許礦工看到車輛周圍的環境以及能夠遠端控制它，所有這些都將無法實現。
此外，嵌入式系統還用於地圖繪製、地理標記、數據收集、資產管理、合規性和報告。普通的消費級桌上型電腦不適用於此類應用，因為它們是為在家中或辦公室桌面上使用而設計的。它們不適用於地下部署，那裡會暴露於氣體、濕度、灰塵、污垢、極端溫度、衝擊和振動。部署堅固耐用的嵌入式系統可以減少因普通 PC 故障而導致的停機時間，從而提高生產力並減少可能導致地表和地下採礦作業者數十萬美元利潤損失的有害停機時間。
4. 石油和天然氣生產
堅固耐用的嵌入式系統通常用於主要的石油和天然氣煉油廠，以管理和控制現場部署的各種機器。部署在石油和天然氣領域的嵌入式系統必須高度可靠和堅固耐用，因為它們用於控制關鍵的操作功能，例如鑽井設備、閥門以及涉及石油開採和精煉的其他電氣設備。
除了管理和控制，嵌入式系統還用於從現場部署的各種機械和設備中收集數據；然後，嵌入式系統透過內建的Wi-Fi和蜂窩網絡連接到網際網路，將數據卸載到雲端，以進行遠程監控和控制。這使得石油和天然氣現場操作員能夠存取即時數據，從而實現即時決策，以提高石油和天然氣生產的性能，並提高操作安全性。
此外，嵌入式PC收集的數據使石油和天然氣生產設施能夠執行預測性維護。也就是說，嵌入式系統可以利用收集到的資訊來預測組件或機器何時會故障，從而促使操作員在正常生產時間內對機械或設備進行維護或檢查，以免其發生故障。因此，預測性維護減少了有害的停機時間，使組織能夠在機器在正常運行時間內損壞或故障之前進行維護。
重點
總體而言，自動化產業的嵌入式系統對於組織跟上日益激烈的競爭是必要的。嵌入式系統使組織能夠實現更高的操作效率，從而以更快的速度生產更好的產品。Premio 在自動化和控制領域生產嵌入式系統已有 30 多年的歷史，提供的產品使企業和組織能夠滿足工業 4.0 日益增長的需求。Premio 提供超可靠和耐用的嵌入式系統，這些系統專為在惡劣環境中實現最高水平的性能而設計。如果您在為工業自動化和控制選擇嵌入式系統時需要協助，請聯繫我們的嵌入式運算專業人員之一，他們將協助您選擇符合您特定需求的解決方案。
