ABPLC程序員物聯(lián)網(wǎng)指南
    它是什么？
    工廠車間面臨的挑戰(zhàn)是如何將當(dāng)今可編程控制器和以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的緊密耦合工廠車間架構(gòu)*地集成到企業(yè)和Internet的松散耦合Web服務(wù)架構(gòu)中。將這些技術(shù)與松散耦合的企業(yè)技術(shù)集成需要大量的人力和計(jì)算資源才能完成任何事情。在這個過程中，我們丟失了很多重要的元數(shù)據(jù)；我們失去了決心，我們創(chuàng)造了脆弱而脆弱的系統(tǒng)，這是支持的噩夢。甚至不要詢問他們創(chuàng)建的安全漏洞。這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并不是高度安全的。這些系統(tǒng)是一個紙牌屋。
    由于工廠車間和企業(yè)之間的不連續(xù)性，我們失去了挖掘工廠車間質(zhì)量數(shù)據(jù)、查詢和構(gòu)建維護(hù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫、提供儀表板報告系統(tǒng)、收集歷史數(shù)據(jù)和提供企業(yè)分析系統(tǒng)的機(jī)會。改進(jìn)維護(hù)程序、減少停機(jī)時間以及比較整個企業(yè)內(nèi)不同工廠、生產(chǎn)線和單元的性能的機(jī)會都已喪失。
    這一挑戰(zhàn)的解決方案可能是OPCUA。OPCUA既可以用于工廠車間，也可以用于企業(yè)。OPCUA可靠、安全，*重要的是，可以輕松地對“對象”進(jìn)行建模，并使這些對象在工廠車間、企業(yè)應(yīng)用程序和整個公司中可用。它背后的想法比我們大多數(shù)人以前想過的要廣泛得多。
    而這一切都始于一個對象。一個對象可以像單個數(shù)據(jù)一樣簡單，也可以像過程、系統(tǒng)或整個工廠一樣復(fù)雜。
    它可能是數(shù)據(jù)值、元數(shù)據(jù)和關(guān)系的組合。以雙回路控制器為例：雙回路控制器對象會將每個回路的設(shè)定值和實(shí)際值的變量關(guān)聯(lián)起來。這些變量將引用其他包含元數(shù)據(jù)的變量，如溫度單位、高低設(shè)定點(diǎn)和文本描述。該對象還可以提供可用訂閱以獲取有關(guān)數(shù)據(jù)值或該數(shù)據(jù)值的元數(shù)據(jù)更改的通知。訪問該對象的客戶端可以獲得盡可能少的數(shù)據(jù)（單個數(shù)據(jù)值），或者非常豐富的信息集，可以非常詳細(xì)地描述該控制器及其操作。
    OPCUA與其工廠車間的同類產(chǎn)品一樣，由客戶端和服務(wù)器組成?？蛻舳嗽O(shè)備請求信息。服務(wù)器設(shè)備提供它。但是UA服務(wù)器的功能比EtherNet/IP、ModbusTCP或ProfiNetIO服務(wù)器的功能復(fù)雜得多。
    OPCUA服務(wù)器將數(shù)據(jù)、信息、流程和系統(tǒng)建模為對象，并以對非常不同類型的客戶端應(yīng)用程序有用的方式將這些對象呈現(xiàn)給客戶端。更好的是，UA服務(wù)器提供客戶端可以使用的復(fù)雜服務(wù)，例如發(fā)現(xiàn)服務(wù)，用于查找OPCUA服務(wù)器并識別其功能。
    它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？
    OPCUA不是協(xié)議。OPCUA是一種用于在工廠車間和企業(yè)中移動數(shù)據(jù)的架構(gòu)。它有許多的功能。它是*將編碼、傳輸和消息安全與消息層和地址空間完全分離的架構(gòu)。這為許多組織提供了實(shí)現(xiàn)其特定數(shù)據(jù)模型和消息傳遞方案（例如BACnet）的機(jī)會，同時使用BACnet提供的強(qiáng)大且易于集成的安全性、傳輸和編碼。OPCUA還提供可擴(kuò)展性、設(shè)備發(fā)現(xiàn)、發(fā)布-訂閱和比當(dāng)今使用的任何系統(tǒng)都強(qiáng)大得多的建模系統(tǒng)等功能。
    與所有技術(shù)一樣，OPCUA也有其缺點(diǎn)。它很復(fù)雜。它可能難以實(shí)現(xiàn)，并且有些版本具有不會向后兼容的新功能。

    休息
    它是什么？
    與本文中描述的其他概念不同，REpresentationalStateTransfer(REST)不是一種協(xié)議，也不是一種技術(shù)，而是一種用于在Internet上移動數(shù)據(jù)的架構(gòu)概念。REST架構(gòu)或RESTful接口只是一種非常靈活的設(shè)計(jì)，通常構(gòu)建在HTTP之上，用于客戶端設(shè)備使用定義明確且簡單的流程向服務(wù)器設(shè)備發(fā)出請求。
    在REST中，網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備如何運(yùn)行的概念與大多數(shù)其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)概念視圖不同。我們通常將網(wǎng)絡(luò)視為提供某些特定服務(wù)集的一組設(shè)備。例如，Modbus設(shè)備提供一組特定的服務(wù)，如讀取線圈、讀取保持寄存器等。在工業(yè)自動化中使用的大多數(shù)技術(shù)中，客戶端設(shè)備必須學(xué)、實(shí)施和使用一些預(yù)定義服務(wù)來訪問設(shè)備資源。這種架構(gòu)在我們有限的范式自動化系統(tǒng)中運(yùn)行良好，但在將數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡髽I(yè)和云的世界中效果不佳。
    REST以資源為中心，而不是以功能為中心。在RESTful架構(gòu)中，服務(wù)器被視為一組資源，如果您愿意，可以使用名詞，可以通過一組簡單的動詞（如GET、POST、UPDATE等）對其進(jìn)行操作。與我們過去使用的以功能為中心的有限技術(shù)相比，這種架構(gòu)產(chǎn)生了一種更靈活的資源檢索機(jī)制。
    它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？
    REST是構(gòu)建簡單物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的一個很好的替代方案。它易于理解，易于實(shí)現(xiàn)，但功能不如其他一些替代方案。作為將工廠車間數(shù)據(jù)移動到IT應(yīng)用程序或云服務(wù)器的簡單機(jī)制，REST可能是一個不錯的選擇。您可以實(shí)施提供REST接口的工廠車間服務(wù)器，并將Java對象、XML或CSV定義為數(shù)據(jù)的交付格式。它不會是實(shí)時的——但您并不是需要實(shí)時數(shù)據(jù)。
    AB可編程控制器和物聯(lián)網(wǎng)
    如果您是集成商、分銷商、控制工程師或其他自動化*人士，您的客戶需要更多地與企業(yè)集成。您一直將自動化設(shè)備與Windows和Linux應(yīng)用程序集成，但現(xiàn)在您需要將工廠車間數(shù)據(jù)傳輸?shù)交谄髽I(yè)的應(yīng)用程序和基于云的應(yīng)用程序，在這些應(yīng)用程序中可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔、可視化、處理和分析。您的一些客戶甚至希望與他們的客戶進(jìn)行前向集成以及與供應(yīng)商的后向集成。
    這是一個很大的挑戰(zhàn)。有時，您需要的數(shù)據(jù)被鎖定在設(shè)備中且不易訪問。有時它實(shí)際上并不存在。其他時候它可以在一些舊的、專有的和當(dāng)前不受支持的網(wǎng)絡(luò)上使用，比如DH+。但通常它在可編程控制器中。
    如果您有來自Siemens、Beckhoff或Wago的新控制器，它很可能支持使用OPCUA的通信。借助Windows10中對OPCUA的本機(jī)支持，您可以輕松無縫地獲取所需的數(shù)據(jù)。但這不太可能，因?yàn)檫@些控制器目前只占市場的一小部分。
    如果您有一個舊的Allen-Bradley控制器，您如何創(chuàng)建某種IoT應(yīng)用程序？如果您有ControlLogix會怎樣？盡管ControlLogix更不用說PLC5、SLC和MicroLogix沒有將數(shù)據(jù)移動到企業(yè)的固有能力，但仍有一些可能性。

    向它扔另一臺電腦
    這是我們一直以來的做法。使用OPCClassic驅(qū)動程序、RsLinx或RTA標(biāo)簽客戶端將數(shù)據(jù)從Allen-Bradley可編程控制器移動到Windows環(huán)境中。從那里，您編寫自己的應(yīng)用程序，將這些數(shù)據(jù)表?xiàng)l目移動到本地?cái)?shù)據(jù)庫、另一臺服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫或企業(yè)或云服務(wù)器上的某個應(yīng)用程序。
    這是一個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，但它并不漂亮。通常，我們必須對PLC進(jìn)行編程以收集一些并非其控制回路固有部分的數(shù)據(jù)，例如能源數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)映射到PLC數(shù)據(jù)表，然后傳輸?shù)絎indows環(huán)境，然后傳輸?shù)狡渌胤健Ｄ赡軙G失分辨率，原始數(shù)據(jù)ID和格式可能會丟失，沒有時間戳，也沒有描述數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。它可以工作，但可以保證該過程會中斷，您將在那里進(jìn)行故障排除和修復(fù)。
    將模塊添加到機(jī)架
    另一種方法是購買“物聯(lián)網(wǎng)模塊”。有些供應(yīng)商正在銷售ControlLogix的機(jī)架內(nèi)解決方案。Softing有一個叫做eATMtManager。對于基于ControlLogix的應(yīng)用程序來說，這是一個非常強(qiáng)大的解決方案。它與PLC的數(shù)據(jù)表高度集成，可以非?？焖俚貙⒋罅繑?shù)據(jù)移動到Oracle或SQL數(shù)據(jù)庫。這是一種昂貴的解決方案，但如果您擁有大量數(shù)據(jù)，則它是您*的解決方案。

    使用“Edge”網(wǎng)關(guān)模塊
    Edge在這里用引號引起來，因?yàn)樗橇硪粋€沒有真正定義的術(shù)語?，F(xiàn)在有供應(yīng)商開始提供這些“邊緣”網(wǎng)關(guān)，可以使用物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議移動自動化和構(gòu)建數(shù)據(jù)。
    有些只是網(wǎng)關(guān)，使用EtherNet/IP、ProfiNetIO和其他工廠車間協(xié)議來收集數(shù)據(jù)，然后使用物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（如MQTT或OPCUA）發(fā)送數(shù)據(jù)。如果您需要的數(shù)據(jù)可以通過以太網(wǎng)獲得，這種類型的邊緣網(wǎng)關(guān)就可以正常工作，但它遠(yuǎn)不是*的解決方案。
    某些數(shù)據(jù)（例如電機(jī)驅(qū)動能量數(shù)據(jù)）通常不包含在控制數(shù)據(jù)包中。因此，首先設(shè)備必須通過網(wǎng)絡(luò)提供您想要的數(shù)據(jù)，并非所有設(shè)備都這樣做。其次，由于網(wǎng)關(guān)必須明確打開與擁有數(shù)據(jù)的設(shè)備的連接，然后發(fā)送命令來獲取數(shù)據(jù)，因此您將使用于機(jī)器操作的帶寬。對許多設(shè)備執(zhí)行大量操作，突然之間，機(jī)器的運(yùn)行性能下降。一些制造商正在為這種情況在運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)旁邊安裝信息網(wǎng)絡(luò)。
    另一個問題是，許多網(wǎng)關(guān)可以使用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，但不能訪問PLC的數(shù)據(jù)表。發(fā)送到IoT應(yīng)用程序的大部分?jǐn)?shù)據(jù)都被鎖定在該P(yáng)LC中，您必須找到一個知道如何從該數(shù)據(jù)表中獲取數(shù)據(jù)的網(wǎng)關(guān)。
    實(shí)時自動化有多種產(chǎn)品正在開發(fā)中，可以滿足這一需求。一種是能夠從Allen-Bradley可編程控制器獲取數(shù)據(jù)表?xiàng)l目，并使用簡單的文件傳輸（如XML和CSV）將它們推送到企業(yè)和云應(yīng)用程序。另一個可以使用HTTP客戶端和JSON按需推送數(shù)據(jù)。另一個可以O(shè)PCUA使您的Allen-Bradley可編程控制器能夠使用OPCUA進(jìn)行通信。
    這兩種產(chǎn)品都極大地增強(qiáng)了PLC、SLC、MicroLogix和Logix可編程控制器的連接性，并使構(gòu)建IoT應(yīng)用程序變得更加容易。
    下一步做什么
    每個應(yīng)用程序問題都沒有*的解決方案。在選擇解決方案之前，必須考慮平臺、要訪問的數(shù)據(jù)元素的數(shù)量、時間和其他考慮因素。有時，它是一個奇怪的通信接口、非打印機(jī)、儀表或條形碼閱讀器。有時，這是一個性能問題。有時，問題在于哪些硬件可以支持軟件應(yīng)用程序。有時需要的是在實(shí)施新系統(tǒng)之前就技術(shù)是什么以及它的發(fā)展方向提供一些指導(dǎo)。

    如果您需要增加您的AB可編程控制器的連接性，無論該P(yáng)LC可能有多老或您的應(yīng)用程序是什么，實(shí)時自動化都可以幫助您了解物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的復(fù)雜世界，因?yàn)樗m用于ABPLC。
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