利用從工業(yè)物聯網(IIoT)、工業(yè)4.0、互聯網+獲得的大量數據,不僅可以改變生產制造行業(yè),而且還會改變全球的經濟。根據埃森哲咨詢公司今年早些時候所作的一份報告,在未來15年內,估計該項技術可以為世界經濟帶來14.2萬億美元的附加值。
雖然對行業(yè)影響意義深遠,但是只有那些對該技術潛力有全面了解的人,才能從中獲得最大收益。工業(yè)物聯網不僅是一項新技術,而且還是催化劑,它將推動公司運營模式、個人工作方式發(fā)生根本性的變化。
在傳統(tǒng)的資產模型中,企業(yè)購買設備時,通過質保條款,再加上定期維護,就可以在一定時期內為設備提供保障。在工廠車間,共享更多數據并對其進行分析的能力,將幫助公司避免代價高昂的非計劃停機,比如通過實時檢測發(fā)現不斷升高的潤滑油溫度,可以作為軸承摩擦持續(xù)增加的征兆,便于企業(yè)轉向基于狀態(tài)的維護。
如果上層信息和內容,不再局限于主控室,那么就可以在工廠范圍內,實現徹底的決策分散,IIoT在此方面具有很大潛力。通過技術上的強化,而不是代替工人的思考,這就使其對工廠和過程具有更多、更深入的了解,從而支持基于任務的工人向基于價值發(fā)現的工人轉變。
連接性的挑戰(zhàn)
可靠、安全的連接,對上述努力非常關鍵,這也是OPC統(tǒng)一架構(OPCUA)協(xié)議的意義所在。
作為工業(yè)4.0基礎的一個重要組成部分,OPCUA可以在服務器、網絡傳感器、主流操作系統(tǒng)(比如Linux和微軟Windows操作系統(tǒng))、實時操作系統(tǒng)(ROTS)、或者沒有任何操作系統(tǒng)的設備上運行。按照數字化企業(yè)的要求,需要獲取工廠車間底層數據,OPCUA使得設備和系統(tǒng)間的連接和數據共享成為可能。
正如預期的那樣,生產制造商正在將OPCUA嵌入到從小型網絡傳感器到控制器的設備中,通過擴展數據共享空間,加速工業(yè)物聯網的變革。這種轉變的趨勢顯示,OPCUA的采用以及轉向有效的IIoT架構需要一定的時間。因為企業(yè)在傳統(tǒng)架構上投資很大,不可能簡單的就將其全部更換掉。一種更容易、更協(xié)調的向IIoT技術遷移的路徑,對設備供應商和最終用戶來講非常關鍵。用戶需要用逐步推進的方式,在現有的基礎結構(一般是基于傳統(tǒng)的OPC)上,管理已有資產設備,同時還能將其信息傳送到IIoT設備上。
基于傳統(tǒng)OPC系統(tǒng)的出路,就是使用OPCUA代理或者UA封裝器:利用該技術,最新的OPCUA客戶端應用能夠與傳統(tǒng)的OPC服務器通訊,傳統(tǒng)的OPC客戶端與最新的OPCUA服務器之間也可以通訊。例如,基于傳統(tǒng)OPC的人機界面(HMI),可與UA設備接口。因此,操作員能夠繼續(xù)使用當前系統(tǒng),同時還可以利用新增的、具有UA功能的設備,增加連接性和對過程的理解。
在傳統(tǒng)OPC和OPCUA系統(tǒng)間架起橋梁,不但可以享受新技術所帶來的附加值,還可以增加現有投資的回報。隨著時間的推移,傳統(tǒng)的系統(tǒng)將會逐漸被淘汰,但是現在,UA代理或者UA封裝技術,為企業(yè)適應工業(yè)物聯網技術革命贏得了寶貴的時間。
HMI軟件將信息推送給工人,通過這些信息工程師們可以做出更智能、更快速的決策。通過與OPCUA技術的集成,移動應用軟件可以使工作人員能夠以一種安全的方式,查看、分析和存儲從分布在多個地理區(qū)域的資產設備所發(fā)送過來的數據。
嵌入到自動化軟件
現代自動化和控制系統(tǒng),需要利用通信領域內連接、安全性以及移動性方面的最新技術,以便跟上工業(yè)4.0和物聯網(IoT)技術革新的步伐。最新的HMI和監(jiān)測控制與數據采集(SCADA)等自動化軟件,具有與很多數據源(比如OPC、BAC網絡、SNMP、數據庫、網絡服務器)的通用連接性能,還提升了與OPCUA的兼容性。通過嵌入到自動化軟件中,OPCUA可以簡化與其它系統(tǒng)的集成,提升安全性能,更好的擴展IIoT和工業(yè)4.0概念。
HMI/SCADA軟件報警技術的多個改進,使其可以利用OPCUA客戶端來獲取更多的數據。強大的中間件技術,使其更易于實現可視化,事實上利用OPCUA客戶端,可以實現任何設備、過程、運行或公司數據的可視化。OPCUA客戶端可以安全的訪問:
1.來自任何物聯網裝置或設備的數據;
2.來自可編程邏輯控制器(PLC)或分布式控制系統(tǒng)(DCS)的寄存器或數據;
3.設備維護記錄和維護管理系統(tǒng)的工作票;
4.來自任何計量系統(tǒng)的能源數據;
5.來自任何企業(yè)資源計劃(ERP)系統(tǒng)的訂單數據。
兼顧安全性與移動性
最近幾年,由于不斷增加的網絡泄露事件,公司開始重新審視它們的系統(tǒng),確保執(zhí)行最嚴格的安全規(guī)范。OPCUA服務器/客戶端之間的交互,以不同的方式滿足這些規(guī)定,包括用戶授權、安全認定和數據加密。遠程數據訪問和遠程協(xié)作的需求會不斷增加,還有分布范圍廣泛的資產以及移動的工人。
移動解決方案應該與OPCUA、BAC網絡、SNMP、ModbusTCP/IP、網絡服務器連接,并連接到IIoT中。移動HMI和儀表盤軟件也可以與OPCUA技術集成。利用這些連接性,移動應用軟件使操作員、現場服務人員、經理、高管們以及其它人員,能夠以一種安全的方式,查看、分析和存儲從分布在多個地理區(qū)域的資產設備所發(fā)送過來的數據。