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消除智能工厂中的互操作性问题

虽然关于工业物联网(IIoT)的讨论及其对成本效益,不间断运营的承诺在高管人员中是有机会的,但是系统集成商(SI)必须克服现实,找出不同的平台一个网络可以相互通信。运营澳门美高梅娱乐城(OT),信息澳门美高梅娱乐城(IT)和物联网(IT)在网络架构的三个不同领域中是协议的大杂烩。每个域都有自己的一套协议,有效地创建了不可互操作的孤岛,使得有用的数据无法接触到那些需要在企业层面上做出重要决定的人,而让他们离开智慧型终端。事实上,OT和IT部门都不熟悉在其他领域使用的协议,事情进一步复杂化。这一趋势必须迅速扭转,因为随着IIoT进入自动化领域,OT和IT正在趋同。不过,有好消息。可以通过各种协议转换来解决这些互操作性问题的解决方案。

图1.行业中使用的协议很多。
 
工厂中的OT到OT通信并不像以前那么简单。这主要归功于IIoT,它将大量的传感器和机器带到了互联网上。IHS市场的一份新报告显示,由于相关物联网设备的增长预计将在2017年增长15%,达到200亿美元,这种类型的通信将不会变得简单。这种连接起来的冲击正在以如此之大的方式影响工厂车间,使得M2M通信已经发展成为不同的运营子系统之间的通信,以实现数据收集和分析。但是,制造执行系统(MESs),监控和数据采集SCADA)系统,可编程逻辑控制器(PLC)以及车间的机器和传感器都运行自己的协议; 因此,不可操作性这个古老的问题又重新抬头,需要大量的协议转换。
一个很好的例子就是工厂车间效益分工的不同OT系统之间的有效通信是使加热器,通风和空调(HVAC)系统与生产系统同步工作。后者的工作量增加时,会通知前者启动,以确保生产不会因过热或冻结温度而中断。
运营流程日益复杂,将越来越多的异构系统带入了这个方程。这意味着更多的设备和更多的协议。安装和设置需要更多时间来规划架构并执行设备调试。对于SI,这完全是关于节省时间和成本。他们不希望在设备调试和配置上或协议转换上花费很长时间。然而,在使用通信模块或小型PLC时,花费数小时的时间进行通信和故障排除并不罕见。因此,SI想要一个简单的方法来简化协议转换,以便他们可以将有限的时间花在编程等核心任务上。
越来越多的运营商利用工业协议网关来实现设备的大量配置和不同设备之间的协议转换,保持运营平稳运行。例如,在电力室中,由于配置了从站ID路由表,所以将大量的Modbus RTU功率计桥接到Modbus TCP网络通常非常耗时。一个方便的解决方案包括一个自动设备路由功能,可以自动检测来自SCADA系统的命令,并建立从站ID路由表。只需点击一次,这个配置就可以在一分钟内完成。此外,支持OT中常用的多种工业协议(如PROFINET,PROFIBUS,EtherNet / IP和Modbus)的即用型协议网关简化了协议转换,
图2. OT和IT之间需要更多的信息交换。
 
IT和OT专业人员之间的密切合作是利用任何智能应用程序IIoT平台的基础。尽管OT和IT解决问题的方法差别很大,但他们都朝着同样的目标努力:优化生产。为了获得成功,这两个领域都需要访问工业数据。负责企业资源规划(ERP)和有时MES的IT部门需要审查这些数据,形成更大的局面,然后针对每个妨碍操作可靠性的问题制定解决方案。OT专业人员更密切地参与工厂的实际操作,必须弄清楚如何使所有不同的系统,主要是与专有澳门美高梅娱乐城配合,一起工作。另一方面,工业时代的积极趋势4。
为了优化生产,IT部门需要从车间收集生产数据。对于IT人员来说,这不是一件容易的事情,因为他们不熟悉通过工业协议收集数据的过程。同时,OT工作人员也面临类似的困境,一旦将OT数据传送到IT层,IT部门往往会要求不熟悉的接口。这可能会在接口和协议之间引发域之间的权力斗争。在工业4.0时代,将OT和IT领域分开是不符合任何组织的最佳利益的; 因此,消除它们之间的知识差距并更紧密地联系起来,值得运营管理者全神贯注。
多协议集成设备将使SI的生活更加容易。例如,支持各种协议的智能I / O(如IA工程师的Modbus / TCP和EtherNet / IP,以及IT工程师的SNMP和RESTful API)允许与不同接口进行通信,这无疑是朝着正确方向迈出的一步。弥合OT和IT之间的鸿沟。该解决方案使IT和工业自动化(IA)工程师能够方便地从同一个I / O设备中检索数据。
演示OT和IT彼此相距甚远的事实是OT网络设备总是被视为透明的,即使在紧急情况下也很难监控它们。这增加了网络运营商的挫折感,因为当他们遇到停机时,故障排除变得毫无意义。当然,这种情况是不能接受的,因为态势感知对于网络运营商来说非常重要,以保证连续生产和防止异常情况。确保所有网络设备的连续可见性和控制室网络的状态是重中之重。然而,由于协议和网络的复杂性,捕捉车间异常事件,然后实时解释这些感知事件的信息是相当具有挑战性的。
图3.工程师现在不熟悉云澳门美高梅娱乐城。
 
对于采用OT协议的生产线,支持PROFINET,Modbus TCP和EtherNet / IP协议的以太网交换机使工程师能够同时在SCADA系统的中央站点或在HMI上本地查看数据和网络状态。如果工业协议失败,交换机会报告,PLC会发出警报,以便立即解决问题。充分利用IT专业知识和敏感度可以加快故障排除速度,减少系统停机时间并提高态势感知能力。
在董事会中,管理人员期望数据挖掘和分析能够降低运营成本,优化生产和预测性维护,从而减少停机时间。正如人们所预料的那样,这些数据需要从现场采集,而OT工程师的工作就是将这些数据从现场设备传输到云端,以便进行分析。OT工程师的这一新增加部分使得OT工程师有些偏离了他们的舒适区域,因为他们宁愿将重点放在编程上,而不是在通信任务上增加其特定领域的价值。
OT工程师缺乏IT知识绝对是他们的致命弱点。实际上,从边缘设备向云端发送数据可能非常耗时,OT工程师对IT澳门美高梅娱乐城的不熟悉性只会使这一过程更加复杂化。在IIoT连接竞赛中,他们面临的最大挑战是减少设置和编程现场边缘设备与云端之间的网络连接的时间。
为了节省工程师大量的编程工作量,降低时间和成本,一个支持多种接口的嵌入式计算平台,加上一个集成了即时可用的Modbus引擎和AWS等云连接的软件套件,可以实现设备之间的快速集成IIoT所需的领域和应用。此外,对于那些希望采用OPC UA来统一自动化接口的用户,可以提供一个软件套件解决方案,既提供OPC UA服务器,又提供云连接功能。这个解决方案的优点在于,不需要额外的成本来实现云连接的额外架构。
 

(责任编辑:ioter)

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