• 数据采集是工业互联网的基础

    作者:华辰智通 发表时间:2019-07-15
     前言:
        对于工业4.0及物联网来说,其核心精髓一直都是数据(date),不过坐拥大数据的企业不一定懂得如何应用,懂得应用的业者恐怕也苦无数据可用,该如何从中寻找蓝海?也许最佳之道正是携手共创。数据的采集,传输,分析都将是影响互联网工业的重要因素。发挥利用数据是整个工业互联网基础的要素!

        如同一开始就破题的标题一般,对于工业4.0及物联网来说,其核心精髓一直都是数据(data)。许多人以为是很炫的无人工厂或者看得到一堆机械手臂飞来舞去,看似厉害但说穿了就只是已进行数十年的的自动化控制,若业者能把这件事情做得很好,那当然很优秀,也必然是一方之霸,这部分确实也是诸多工业计算机业者的擅场。
     
    数据网关
     
    工业设备获取数据其主要的一个作用无外乎是实现以下几点作用:
     
    ►增加产能
     
    ►提升效率
     
    ►降低人工介入成本
     
    ►降低错误
     
      近些年在“工业4.0”,“智能制造”,“工业互联网”的大背景下,工业现场设备层的数据采集逐渐成为一个热门话题,大家都认识到实时获取设备层数据、消除自动化孤岛现象是实现智能制造、工业互联网的重要基础环节。但是,工业现场的设备种类繁多,各种工业总线协议并存,这也就导致了数据采集这项工作是一件非常个性化的事情,很难总结出一套放之四海而皆准的方案来。在这里结合我以往的项目经验,为大家梳理一下如何针对不同的设备情况制定经济高效的数据采集技术路线。
     
    数据采集的技术路线
     
    工业现场设备的数据采集是一项非常个性化的工作,需要从设备的自身情况着手,因此,先将设备进行分类,如下图所示,不同的设备采用不同的技术手段,当然,各种技术路线的实现难易程度有很大的差别。下面我们就各种设备的技术路线进行逐一的阐述。

    1. 有上位机系统的设备
        这里的上位机系统一般是设备自带的监控系统,这样的设备往往自动化程度和信息化程度都比较高。其上位机系统往往已经对设备层的数据进行了采集、存储,因此,对于这种有上位机系统的设备,我们首选的数据采集方案就是直接从上位机系统中获取设备的数据,而不是去和设备打交道。这样就能够把一个OT的问题(设备层的数据采集)转化为IT的问题(两个信息系统的信息集成)。

    2. 基于TCP/IP通讯协议的设备
        对于生产现场中没有上位机系统的众多设备,我们就需要从设备所支持的通讯协议角度入手,制定数采方案。
    对于“基于TCP/IP通讯协议”,比较常用的有OPC Classic、Siemens S7、Modbus-TCP等通用协议,也有设备厂商自行定义的私有协议。这些协议的特点是都是基于TCP/IP协议簇,只是应用层协议不同。采用这些协议的设备一般都会有RJ45的接口,也就是以太网口,都可以直接通过以太网接入到车间网络中。对这些设备的数据采集,我们需要做的就是对上述协议的解析。

    3. 基于非TCP/IP通讯协议的设备
        这一类协议不属于TCP/IP协议簇,往往在硬件接口方面就与以太网不兼容,比如RS-485等。因此,对于这类设备的数据采集首先需要增加网关,将其协议转换为TCP/IP协议,才能接入到车间的网络中并进行协议解析。否则,在物理层面就无法实现互通,就更不要提协议解析了。这类协议比较常用的包括Modbus-RTU、DeviceNet等。下图列举了应用Nport串口服务器作为网关将RS-485接口的协议转换成UDP协议的过程。类似的协议转换板卡有很多,大家可以根据需要自行选取。


    4. 不具备通讯接口的设备
        这类设备一般为老旧设备,比如那些不带数控系统的机床。遇到这样的设备也是一件比较头疼的事情,我一般会建议不要做这种设备的数据采集,如果一定要做,也可以在机台上放置一个触摸屏之类的设备,用人工辅助的方式采集一些生产相关的信息。之前在三菱电机的工厂参观他们的e-factory系统时,就看到类似的实现方式,我个人认为,不失为一种经济简洁的方式,毕竟我们不是为了采集数据而采集数据,而是为了实现某个业务目标。

    消除信息孤岛,万物互联是工业互联网的终极目标,数据采集基础,华辰智通自主研发数据网关等工业智能网关可采集底层PLC等设备的工业现场设备数据,汇入思普云工业大数据平台。

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