OPC UA:物联网的工业互操作性
数字化是一个非常重要且极具吸引力的快速发展的市场。其目标是将IT技术与产品、系统、解决方案和服务进行融合,贯穿于从研发设计到生产到技术维护的整个产业链。同时也带动了一些新兴的市场如数字化产品和系统数字化、软件解决方案和新数字化服务的快速发展。
物联网将一些传统行业与基于IP技术的行业进行整合,这是数字化发展的引擎,而标准化的核心是“机器到机器”(M2M)通讯。多年来,诸多公司和行业协会如OPC基金会一直参与并推动这些标准化发展。
设备交互
M2M定义了两台设备之间或单台及多台智能设备和中央计算机之间的数据交互。通讯网络可以是有线网络,也可以是一个无线网络。如内嵌SIM卡的智能售货机使用蜂窝网络采用点对点模式直接与中控器进行数据传输、故障报警交互。由此生成的业务模式主要围绕物流和维护以及专门的状态监测和预防性维护。如机场备件配送系统可以实时监测并控制飞机备件如涡轮机从仓库到机场维修站的时间节点,以节省维护时间和维护成本。
互联网
物联网设备必定具备远程访问功能。因此,M2M是物联网的一部分,但不只限于智能设备之间的数据交换。它也包括来自传感器和执行器(即消费领域的可穿戴设备进行健康监测)的数据经过本地处理后通过网关(智能手机)传输给云中央控制系统。一些复杂的智能设备网络系统正崭露头角。工业自动化解决方案中也有类似的技术:机器和现场设备不仅仅具备网络连接和数据传输能力。在一些计算能力较高的设备中,它们还可以处理和整合来自其它设备的数据。它们可以分析来自现场设备的信息,将计算结果传输给其他现场设备,为用户产生新的计算信息。最后,这些设备还可以依据历史数据进行自动分析计算并提供一些后续维护策略,而不仅仅是简单显示油压和温度数据。
通讯
物联网内设备和服务的通讯要求与目前成熟的架构大不相同:物联网设备之间很少会直接进行通讯。传感器和设备信息将会被发布,消费者可以订阅这些信息(发布/订阅)。通常,这些设备和系统会通过IP网络进行通讯,以及与云大数据中心通讯。将这些智能设备和系统与服务结合在一起可以为用户带来更多好处。
OPC UA交互性
物联网其核心通讯组件必须是全球通用的通讯标准且可以满足复杂的应用需求才是有前途的。发布/订阅模型除了具有资源消耗低、一对多通讯功能之外,还需要一个面向安全连接的客户端/服务器通讯功能,以能够发送控制命令到执行器。此外,信息必须具备语义元数据模型的描述和目的来保证数据的最佳利用,由于在多个层上使用了元数据,因此标准统一化至关重要。因此需要所有层具备可升级、可集成和独立于供应商的特性。OPC UA为所有层远程数据访问提供了一个完整的解决方案。
远程访问(通过OPC UA)是M2M、物联网和工业4.0的共同特性
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