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最火工业自动化通讯快速向因特网世界迁移

发布时间:2021-09-21 00:29:26 阅读: 来源:灯罩厂家

工业自动化通讯快速向因特世界迁移

编者语:在工业自动化行业不断变化的同时,一个明显的趋势是工业络也快速地向开放标准的因特世界迁移,这一过程的焦点就是使得不同类型的应用能够在因特/内联上共享数据。工业自动化的解决方案与新一代因特的SOAP Web服务联系在一起,施耐德电气已经把这一新技术集成到PLC平台上,使得数据可以从实时的生产过程直接与商业/信息系统的应用进行交换。

在工业自动化的通讯系统中,包含了种类繁多的通讯协议,有多种封闭私有的协议,也有基于开放的现场总线和工业以太协议,但整体的趋势是朝向开放标准的协议迁移,因为这样做有很多的好处,其中之一就是容易部署、安装、调试和维护,并增加了不同系统和设备间的互易操作。

在工业自动化行业不断变化的同时,一个明显的趋势是工业络也快速地向开放标准的因特世界迁移,这一过程的焦点就是使得不同类型的应用能够在因特/内联上共享数据。工业自动化的解决方案与新一代因特的SOAP Web服务联系在一起,施耐德电气已经把这一新技术集成到PLC平台上,使得数据可以从实时的生产过程直接与商业/信息系统的应用进行交换。

工业自动化的通讯

过去的几十年中,各大厂商都在开发自己的通讯协议和络竞争工业自动化这可同时加工两个试样缺口:1个V型(深2mm)和1个U型(深2mm)(也可两个V型或两个U型缺口)一市场,希望自己的络能够赢得优势。如Modbus,FF,Profibus,Interbus,Devicenet,Asi等,可以列出一大串名单的私有协议,各自也都有自己的特点,如内置诊断功能,总线为设备供电,或者能够具有特殊的性能等。

商业软件系统和SCADA(监控与数采)系统必须支持众多的私有通讯协议,才能从工厂和车间的设备中获取生产的数据,这些系统(商务系统)通常需要多个接口和络,这使得系统的安装和维护变得非常复杂并且价格昂贵。

因特的蓬勃发展刺激了以太的不断增长,跨越了商业和工业的应用,目前TCP/IP以太已经成为了2 援用标准公共的络平台。因此,很多现场总线组织已经定义了基于TCP/IP以太的协议标准,如Modbus/TCP,Profinet,Ethernet/IP等,虽然这些不同的协议可以在同一个物理的以太上运行,但设备之间仍然不能通讯(因为设备仍然使用不同的协议),软件提供商(商务软件和SCADA软件)仍然要对不同的以太协议提供支持。

OPC:一个工业自动化通讯的标准

1996年,OPC基金会建立了第一个用于工业自动化过程控制的通讯标准,OPC-DA(数据访问),这一标准使得兼容OPC-DA的软件(商业软件和SCADA软件),可以通过标准的协议接口来访问PLC和其他现场设备的数据。工业自动化的供应商迅速地提供了OPC服务器软件,捆绑他们下游的现场协议,连接到PLC和现场设备,而SCADA的供应商只要提供OPC的客户端接口即可。这种方式很快得到了广泛应用,并且取得了成功——它是一种开放的技术,不倚赖任何一个厂商,提供了一种简单一致的方法访问工厂的数据,而且与下游使用的现场设备无关。

第一个OPC标准(OPC-DA)是基于微软早期的COM(组件对象模型)和DCOM(分布式组件对象模型)技术而产生的,而这一技术的基础就是远程过程调用(RPC),这种方法允许任意一个应用发起一个对远程应用的调用或请求(是一种客户端-服务器或者请求-应答关系)。

第一个OPC-DA(基于COM/DCOM)标准的局限性为:

紧密的捆绑和倚赖微软的技术;

不能支持其他应用通过因特(通过安全防火墙)支持远程访问;

通讯信息仅限于RPC方法。

其他供应商也提供了类似于微软COM/DCOM 的RPC服务,比如CORBA(Unix)和RMI(Java),但他们也缺少跨平台的支持,而OPC基金会也没有提出解决这一问题的方法。我们后面就会讨论:怎样采用业界公认RPC方法,基于广泛接受的因特标准(称为Web服务)。

OPC基金会也采用了一些标准,用于不同类型数据的交换,如历史数据,批处理数据,复杂数据结构和用于OPC服务器之间的数据交换(OPC-DX)等,基金会的最新工作进展为OPC-UA(统一体系结构),使用Web服务把所有OPC的标准聚集在一起。

远程访问的需求

二十世纪九十年代末期,因特的迅猛发展驱动了远程设备、移动设备对所有信息资源访问的需求。在工业自动化的领域里,这意味着需要把实时的生产数据及时地送到上游的商务软件或数据采集软件中去,仅把当前的生产数据存放在本地的HMI中是不够的,同样的数据现在也要实时地登录到企业的数据库和商务软件中。另外,通过因特和内联连接,实现远程数据访问,通过无线使用、手持式PC和PDA、使用Web访问的需求也不断增加。

新一代自动化设备采用了具有Web服务的技术,在现有的络结构中,提供满足上面需求的划时代解决方案。1999年,施耐德电气第一个把Web技术应用到工业自动化领域,开发了第一台基于PLC的Web服务器,因此通过标准的Web浏览器润滑的条件等方面实现自动控制界面,就可以实现数据的远程(因特/内联)的可视化访问。使用大众都熟悉的Web浏览器具有很多的益处:客户端不需要任何的私有软件(许可证的费用),访问过程非常简单,和上因特的过程是一样的,远程客户端的数量是没有限制的等等加上处理中的消耗。

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