使自动化金字塔更具穿透性
无论是工业4.0、工业物联网还是机器对机器通信,都必须使用适合的标准将系统和产品互联在一起。对此,专家们经常提及自动化金字塔:根据定义,可能涵盖基础层、设备层、现场层、控制和过程控制层以及金字塔顶层— —制造运营管理层。各层之间采用不同的标准进行数据交换:机器和设备使用IO-Link、PROFINET、Ethernet/IP、EtherCAT或Ethernet TCP/IP等相关标准在现场层交换数据,然后再传输到控制层,但还没有直达自动化金字塔顶层的路径。这是因为现场总线无法一直扩展到云,MQTT等协议也不能与现场层进行通信。OPC UA框架(UA即统一架构)可以弥补这个差距。劳易测OPC UA认证传感器可为用户带来更多选项。
从现场到云
目前还没有通用的标准允许所有层级之间的所有机器、设备和服务器直接相互通信。这是因为协议必须满足相应层级的具体要求,但使用一个协议无法复制所有信息。无论如何,机器和设备都会生成大量有价值的数据。但是,通常无法在数据评估层直接访问和解析数据,而OPC UA可以为其创建连接。该标准不是一种协议,而是一种框架或技术集。背后原理是:OPC UA使用信息模型定义传输数据。该标准可管理通信层的访问权限,并定义数据交换协议。因此,目前相互隔离的自动化金字塔层级可以变得更具穿透性,演变为一种开放性网络架构。OPC UA功能是可自由使用的开放源,而与制造商和软件平台无关。
快速配置
要在所有自动化金字塔层级之间实现数据交换,必须系统化地准备和提供所有数据。即使已定义通信标准,也会出现以下限制:设备会输出数字信号,而接收器需要使用元数据,因此必须对这种数字信号进行正确解析(例如使用一个装置)。OPC架构的信息模型可在此发挥作用。该模型将连接设备描述为不同的网络对象。第一步是管理节点之间的关系。第二步是定义标准属性,这是识别网络中设备的最低要求。此外还要定义一些特殊属性,例如机器的功能和操作。这就会创建可以自动读取的结构,从而能够使用其他OPC UA认证设备读取和解析数据。实用性是:工业标准即时可用,制造商不必为各个设备从头创建规范。这些配套规范说明了一维码阅读器的定义标准及其所提供的值和事件等内容。OPC架构提供PDF和XML格式下载文件。也就是说,规范是机器可读的,不需要手动传输。
设备数据模型中所存储的信息类型:
- 用于识别网络设备的数据
- 过程数据和事件(例如扫描仪的读取结果、开始/停止命令)
- 质量数据(例如扫描仪读取过程成功或失败)
因此,OPC UA可提供显著的部署优势。例如,劳易测BCL 348i条码阅读器识别出自身为网络中的一维码阅读器,且控制层理解该信号后,系统会自动检测出设备特性(AutoID)。这样便可实现极快速的系统集成。另外可以集中记录单个设备的警报以及错误和状态消息,并以标准方式进行评估,因此系统维护工作也将得以简化。