未來智能工廠不可或缺的通信協(xié)議

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIOT)也就是工業(yè)4.0革命正在帶來巨大影響，為了建設(shè)智能工廠，越來越多的設(shè)備連接并產(chǎn)生前所未有的數(shù)據(jù)。為了更好的消費(fèi)和從數(shù)據(jù)提取價(jià)值，行業(yè)正在轉(zhuǎn)向更先進(jìn)的通信協(xié)議，如OPC UA模型來簡(jiǎn)化這項(xiàng)任務(wù)。

　　未來智能工廠將帶來世大的改進(jìn)，不僅是在工廠車間，它幾乎跨越所有的工業(yè)部門。從工廠車間到控制管理再到業(yè)務(wù)部門，全面提升生產(chǎn)力和企業(yè)的整體效益。高級(jí)技術(shù)工人將能利用新技術(shù)來提高工廠的產(chǎn)能、安全性和減少損耗。

　　為了實(shí)現(xiàn)這些無法未來工廠的愿景，新的技術(shù)不僅要與遺留的自動(dòng)化系統(tǒng)集成，還要安裝和融入新的原始設(shè)備制造商(OEM)設(shè)備。

　　這需要一個(gè)強(qiáng)大的以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸工廠數(shù)據(jù)已經(jīng)不是什么新技術(shù)。最新的通信技術(shù)要有駕馭以太網(wǎng)的能力，并能和傳統(tǒng)的M2M通信技術(shù)共享。但最新的技術(shù)遵循面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和關(guān)系連接。

　　例如，傳送一個(gè)數(shù)據(jù)“71”時(shí)，它有可能包含了更豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如數(shù)值“71”，單位“華氏”，工廠的位置信息和上一次維護(hù)的時(shí)間。無論它是H2M，M2M或者機(jī)器到云，這是今天能夠?qū)崿F(xiàn)的和傳遞巨大價(jià)值的一個(gè)區(qū)域，也是實(shí)現(xiàn)智能工廠的關(guān)鍵之一。

　　當(dāng)談?wù)撨@些M2M通信的新方法時(shí)，我們會(huì)馬上想到控制方面，工廠性能如何提高，如何減少能源損耗和提高生產(chǎn)力等等。但除此之外，新技術(shù)如大數(shù)據(jù)分析和云允許有遠(yuǎn)見的公司通過正在生產(chǎn)的數(shù)據(jù)生成巨大的價(jià)值。通過數(shù)據(jù)中心的計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)操作和信息的連接。因此，他們現(xiàn)在有預(yù)見性地進(jìn)行業(yè)務(wù)決策，提高安全性和實(shí)時(shí)把握工廠的產(chǎn)線情況。

　　工業(yè)4.0的語言

　　為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0和下一代的M2M數(shù)據(jù)的真正好處，開發(fā)者和工程師必須標(biāo)準(zhǔn)化核心技術(shù)，提供具有新水平的互操作性、安全和模型化。在過去幾年OPC UA技術(shù)受到很多人的關(guān)注，工業(yè)4.0專家已定義OPC UA作為唯一滿足工業(yè)4.0需求，具有數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)安全能力的通訊協(xié)議。 OPC UA引領(lǐng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路，它不僅被設(shè)計(jì)從底層頂層系統(tǒng)集成，也為作未來有待開發(fā)的技術(shù)。OPC UA是十分前沿的信息模型。

　　圖片來源西門子

　　OPC UA代表著OEM設(shè)備制造商開發(fā)下一代自動(dòng)化解決方案邁出重要一步， 開發(fā)人員能夠安全地交換豐富的數(shù)據(jù)，更高層次的互操作性，同時(shí)提供新的價(jià)值和性能水平。OPC UA的優(yōu)點(diǎn)是與平臺(tái)無關(guān)的，并擴(kuò)展了標(biāo)準(zhǔn)OPC的功能，同時(shí)解決了OPC的安全性、平臺(tái)DCOM依賴性的問題。

　　系統(tǒng)集成和安全性

　　集成的一個(gè)重要顧慮是面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)，而OPC UA可以輕松實(shí)現(xiàn)所有既定的規(guī)范如OPC DA， OPC HDA，OPC A&E，不需要依賴微軟的DCOM技術(shù)。這是一個(gè)開放的、平臺(tái)獨(dú)立的集成了完整的安全機(jī)制的協(xié)議，并增加工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)友好的信息模型。為公司管理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供一個(gè)可靠的連接，即使采用不同的操作系統(tǒng)，也不會(huì)受到影響。 OPC UA的復(fù)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和多層次能輕松模型化和連接其它系統(tǒng)。

　　另一個(gè)關(guān)鍵是在現(xiàn)代化環(huán)境越來越多的設(shè)備到另一個(gè)與網(wǎng)絡(luò)是安全的，OPC UA安全概念是基于當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的，包括用戶身份驗(yàn)證、簽名消息和加密用戶數(shù)據(jù)。OPC UA支持一個(gè)基于TCP互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換專門開發(fā)的OPC UA二進(jìn)制協(xié)議，并有效地通過防火墻，任何消息都可以通過HTTP或任何其他端口轉(zhuǎn)發(fā)。此外，OPC UA支持可配置超時(shí)，自動(dòng)錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)機(jī)制，以防止數(shù)據(jù)丟失，并做好安全的高可用性系統(tǒng)。

　　隨著設(shè)備的越來越強(qiáng)大，更快的處理器，更大的內(nèi)存，更快的連接速度和擴(kuò)展智能。它們每一天都變得越來越互聯(lián)性，如此同時(shí)，這些設(shè)備的價(jià)值將隨著連接數(shù)量的增加而增加。隨著這些設(shè)備的增長(zhǎng)，嵌入式OPC UA的潛力是越明朗的。