如何在種類繁多的工業裝置上真正實現“萬物互聯”?

由工業資料的分類和特殊性可知,資料的型別不同,其採集方式也完全不同。工業網際網路平臺首先需要能夠支援異構裝置和異構系統的連線和資料採集。異構裝置連線企業在生產過程中會用到大量的生產裝置,包括產線、加工裝置、輔助工具、物流配送、環保裝置等。

如何在種類繁多的工業裝置上真正實現“萬物互聯”?

生產裝置市場已經非常成熟,各個細分領域都有專業的裝置製造商。這些裝置製造商由於多年的知識積累和沉澱,形成了各自獨立的可程式設計邏輯控制(PLC)系統或者通訊協議,用於統一實現對自己產品體系的自動化控制。不同廠家或品牌的PLC,其介面協議各不相同,連線方式自然也會有所差異。

如何在種類繁多的工業裝置上真正實現“萬物互聯”?

而目前市面上的PLC品牌多達數千種,就算比較流行的也有幾百種之多。除此之外,還有很多裝置不具備PLC系統,而是採用自研的資料協議和通用的傳輸介面來實現資料傳輸和控制。這為生產裝置的連線和資料採集帶來了極大的難度和複雜性。

如何在種類繁多的工業裝置上真正實現“萬物互聯”?

工業網際網路平臺需要有能力管理這種異構裝置連線的複雜性。目前,在裝置連線方面主要有兩類場景,即生產類裝置和交付給使用者的智慧產品,分別對應於第二類和第三類工業資料。生產類裝置如前所述,生產類裝置存在極大的差異性和複雜性,連線方式主要有以下幾種。

如何在種類繁多的工業裝置上真正實現“萬物互聯”?

(1)PLC

一般PLC廠商都會開放其通訊協議,透過通訊協議就可獲知每個引數對應的地址,連線過程相對比較簡單。可結合裝置實際情況,在不改變原裝置通訊介面的前提下使用交換機上的乙太網口,使用協議類採集軟體與PLC進行協議通訊,採集PLC中變數地址的資料。

(2)通用介面+自研協議

某些裝置,尤其是專用裝置,製造商往往採用自研的資料協議,再提供通用的傳輸介面(如乙太網、RS485等)來實現資料傳輸和控制。這類裝置連線的關鍵是要獲取製造商的資料協議,然後根據協議配置或開發相應的資料採集程式。

(3)感測器

感測器是一種檢測裝置,能感受到被測量的資訊,並將檢測感受到的資訊按一定規律變換為電訊號或其他所需形式的資訊輸出,以滿足資訊的傳輸、處理、儲存、顯示、記錄和控制等要求。感測器資料可以透過採集器、採集卡或微控制器進行採集,再透過無線網路或乙太網傳輸到伺服器。

如何在種類繁多的工業裝置上真正實現“萬物互聯”?

(4)上位機採集

上位機是指可以直接發出操控命令的計算機,一般是PC或終端,螢幕上顯示各種訊號變化(如液壓、水位、溫度等)。下位機是直接控制裝置、獲取裝置狀況的計算機,一般是PLC或微控制器之類。下位機按頻率讀取裝置狀態資料(一般為模擬量),轉換成數字訊號反饋給上位機。上位機上一般會安裝組態軟體等進行資料顯示和裝置控制。這種情況可以利用組態軟體提供的介面進行資料採集,包括OPC、Web Service、資料庫連線等方式。

如何在種類繁多的工業裝置上真正實現“萬物互聯”?

(5)SCADA系統

SCADA(Supervisory ControI And Data Acquisition)是對分佈距離遠且生產單位分散的生產系統的一種資料採集、監視和控制系統。資料採集是SCADA系統的核心能力,實時性高,以時序資料為主,所以資料量往往很大。一般商業的SCADA系統都具備開放的介面,可以採用系統連線方式進行資料採集。

在裝置連線過程中經常會遇到“啞裝置”,即無介面或有介面無協議。對於“啞裝置”,需要具體情況具體分析,根據監控目標來確定是改造還是更換。