前言:
對于工業4.0及物聯網來說,其核心精髓一直都是數據(date),不過坐擁大數據的企業不一定懂得如何應用,懂得應用的業者恐怕也苦無數據可用,該如何從中尋找藍海?也許最佳之道正是攜手共創。數據的采集,傳輸,分析都將是影響互聯網工業的重要因素。發揮利用數據是整個
工業互聯網基礎的要素!
如同一開始就破題的標題一般,對于工業4.0及物聯網來說,其核心精髓一直都是數據(data)。許多人以為是很炫的無人工廠或者看得到一堆機械手臂飛來舞去,看似厲害但說穿了就只是已進行數十年的的自動化控制,若業者能把這件事情做得很好,那當然很優秀,也必然是一方之霸,這部分確實也是諸多工業計算機業者的擅場。
工業設備獲取數據其主要的一個作用無外乎是實現以下幾點作用:
?增加產能
?提升效率
?降低人工介入成本
?降低錯誤
近些年在“工業4.0”,“智能制造”,“工業互聯網”的大背景下,工業現場設備層的數據采集逐漸成為一個熱門話題,大家都認識到實時獲取設備層數據、消除自動化孤島現象是實現智能制造、工業互聯網的重要基礎環節。但是,工業現場的設備種類繁多,各種工業總線協議并存,這也就導致了數據采集這項工作是一件非常個性化的事情,很難總結出一套放之四海而皆準的方案來。在這里結合我以往的項目經驗,為大家梳理一下如何針對不同的設備情況制定經濟高效的數據采集技術路線。
數據采集的技術路線
工業現場設備的數據采集是一項非常個性化的工作,需要從設備的自身情況著手,因此,先將設備進行分類,如下圖所示,不同的設備采用不同的技術手段,當然,各種技術路線的實現難易程度有很大的差別。下面我們就各種設備的技術路線進行逐一的闡述。
1. 有上位機系統的設備
這里的上位機系統一般是設備自帶的監控系統,這樣的設備往往自動化程度和信息化程度都比較高。其上位機系統往往已經對設備層的數據進行了采集、存儲,因此,對于這種有上位機系統的設備,我們首選的數據采集方案就是直接從上位機系統中獲取設備的數據,而不是去和設備打交道。這樣就能夠把一個OT的問題(設備層的數據采集)轉化為IT的問題(兩個信息系統的信息集成)。
2. 基于TCP/IP通訊協議的設備
對于生產現場中沒有上位機系統的眾多設備,我們就需要從設備所支持的通訊協議角度入手,制定數采方案。
對于“基于TCP/IP通訊協議”,比較常用的有OPC Classic、Siemens S7、Modbus-TCP等通用協議,也有設備廠商自行定義的私有協議。這些協議的特點是都是基于TCP/IP協議簇,只是應用層協議不同。采用這些協議的設備一般都會有RJ45的接口,也就是以太網口,都可以直接通過以太網接入到車間網絡中。對這些設備的數據采集,我們需要做的就是對上述協議的解析。
3. 基于非TCP/IP通訊協議的設備
這一類協議不屬于TCP/IP協議簇,往往在硬件接口方面就與以太網不兼容,比如RS-485等。因此,對于這類設備的數據采集首先需要增加網關,將其協議轉換為TCP/IP協議,才能接入到車間的網絡中并進行協議解析。否則,在物理層面就無法實現互通,就更不要提協議解析了。這類協議比較常用的包括Modbus-RTU、DeviceNet等。下圖列舉了應用Nport串口服務器作為網關將RS-485接口的協議轉換成UDP協議的過程。類似的協議轉換板卡有很多,大家可以根據需要自行選取。
4. 不具備通訊接口的設備
這類設備一般為老舊設備,比如那些不帶數控系統的機床。遇到這樣的設備也是一件比較頭疼的事情,我一般會建議不要做這種設備的數據采集,如果一定要做,也可以在機臺上放置一個觸摸屏之類的設備,用人工輔助的方式采集一些生產相關的信息。之前在三菱電機的工廠參觀他們的e-factory系統時,就看到類似的實現方式,我個人認為,不失為一種經濟簡潔的方式,畢竟我們不是為了采集數據而采集數據,而是為了實現某個業務目標。
消除信息孤島,萬物互聯是工業互聯網的終極目標,數據采集基礎,華辰智通自主研發
數據網關等工業智能網關可采集底層PLC等設備的工業現場設備數據,匯入思普云工業大數據平臺。