如何将传统设备接入工业互联网?

无欢m


我是乐创物联!我来回答这个问题。我主要是做物联网方面和工业自动化方面的。也开发过相关物联网产品。


2016年9月,工信部、国家发改委两部委共同印发《智能硬件产业创新发展专项行动(2016-2018年》。在重点任务里面,第5点为工业级智能硬件设备。面向工业生产需要,发展高可靠智能工业传感器、智能工业网关、智能PLC、工业级可穿戴设备和无人系统等智能硬件产品及服务。支持新型工业通信、工业安全防护、远程维护、工业云计算与服务等技术架构和设备的产业化,提升工业级智能化系统开发、优化、综合仿真和测试验证能力。

本刊讯. 工信部发布智能硬件产业创新发展专项行动[J]. 中国公共安全, 2016, 292(17):13.

先认清两个概念。

何为传统设备

我理解的传统设备是那些市面上控制器比较常见的,例如PLC/单片机/板卡类等控制的自动化设备,传统相对于新潮,应该是没有带有联网功能的设备。

何为工业互联网

继工业革命和互联网革命之后的下一次全球商业浪潮,人类社会的下一场生产力革命,工业领域的全面升级,互联网与制造业的跨界融合。国家启动新基建,工业互联网是重要的一个方面。近年来,新工业革命方兴未艾,全球制造业正迈向数字化、智能化时代。为应对新工业革命下的国际竞争,发达国家不约而同地将智能制造作为制造业未来发展的重要方向。美国的《先进制造业国家战略计划》,旨在大力推动以“工业互联网”和“新一代机器人”为特征的智能制造战略布局。作为工业4.0的倡导者,德国意欲主导智慧工厂等工业4.0标准制定,掌控智能制造的规则话语权。中国提出中国制造2025计划。中国制造2025,是中国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。

应用案例:智能制造等。

智能制造

两者如何能够联系在一起

工业互联网我看来就是物联网。下面用案例介绍如何将传统的设备接入工业互联网。

案例1:PLC类

西门子PLC 之间远程组网的操作流程

https://jingyan.baidu.com/article/db55b609d54d554ba30a2f0d.html

我的经验是:

基于博途V15 西门子S7-1200与SEW变频器进行PROFINET通信测试1https://www.toutiao.com/i6696795708042772999/基于博途V15 西门子S7-1200与SEW变频器进行PROFINET通信测试2https://www.toutiao.com/i6702946638450655752/

主要思想就是将PLC加入联网设备,比如工业级4G模组、以太网模块、NB-IOT等模块,控制器有了联网的功能,然后利用基础的TCP/IP协议就可以实现数据上传与下载。

案例2:单片机类

这是物联网学习路线。ESP8266是物联网比较火的一款WiFi芯片。

举个温湿度上传到乐创物联物联网云平台的例子:温度采集为29度,乐创物联物联网云平台后台显示29度,串口显示29度。

温度实验

乐创物联物联网云平台后台

串口显示


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回答不易,请多关照,多加交流评论。我也写了好多关于物联网的东西,更多相关技术,请关注乐创物联!


乐创物联


传统设备接入工业互联网,目前来说也是一种行业趋势,对于一些数据不敏感,需要远程控制,监控的设备的都是有这个需求。作者也是从事这个行业的改造有多年的经历。

从最初的设备比较分散,而需要远距离将这些设备的数据接入监控系统,我们使用到的宏电的DTU,最初使用2G的网络进行数据传输。有的地方网络覆盖不好,信号传输慢,甚至数据有丢失等问题。这类设备一般支持串口(RS232,RS422,RS485,TTL),透明传输协议,串行数据速率:300~115200bps,一般都是支持三大移动运营商:移动,联通,电信。它最大的一个缺点就是需要有公网IP,对于以前而言,公网IP比较多,申请后就会有,问题不大,但是以目前的情况而言是不太可能了。IPV4情况下,网络资源以严重不足。而IPV6还没有大范围推广。

任然记得当时为了给客户做演示,当时使用2G的无线网卡,然后申请了免费的花生壳账号,然后将动态IP绑定到花生壳的域名上,再在DTU里设置这个域名,从而解决了公网IP的问题。又使用组态软件开发好画面后,将画面等通过WEB方式发布到这个域名上。用户就可以通过互联网实时访问DTU所连接的设备的数据了。大概的网络结构就如下图所示,不过这里的4G/5G为2G.

当然现在你也可以使用这种网络结构。不过这种结构的弊端必须要考虑。除非你能解决这个问题。当然解决它也是有办法的,请看后面的内容。

那么试想一下,我们的传统行业使用最多的工业设备最多的是什么?智能仪表,PLC,DCS等,而这些设备有各种不同的硬件接口,如串口,网口等,各种协议:Modbus-RTU,Modbus-TCP,MPI,Profibus,ControlNet,Host Link,CC-LINK 等通讯协议。当然也有可能只是一些 DI,AI信号等。这个时候有客户提出来我想要在另一个城市,随时随地都能看到这些设备的运行情况,报警状态,甚至还要再出现问题时,能远程维护,比如监控PLC程序,并在线修改,下载,上载程序,那么这个时候怎么办?

一般的进行数据远传,可以使用4G智能网关设备,实现针对不同的协议,不同接口设备的数据的远传,很多这样的企业都有自己的云平台,客户可以借此云平台实现远程维护,降低维护成本。

但是有一个问题,就是云平台是属于这个产品厂家的,而非客户自己的,那么所有数据都在他人的平台上,数据安全无法保证,如果哪天这个公司倒闭,或者说这个公司没有足够强大的管理,安全机制,那么如果才能保证你的数据安全???

行业内这类事情屡见不鲜。那么数据在自己手里,或者交给强大的公司去管理你的数据,都是很好的选择。

另一个问题就是数据传输不稳定,因为要通过云服务器提供服务,那么服务器的选择也非常重要。如果你的客户在国外,需要你在国内提供远程技术支持,那么这个问题将会比较突出。

那么以上此类型的无线网关设备,就要尽量避免,防止数据泄露,丢失,维护困难等问题。

为了解决以上问题,尝试了多家公司的产品后,最终选择了如下的解决方案,基本可以满足作者的所以功能需求。

从图中可以看出支持多种协议的设备,如PLC,触摸屏,将设备连接到无线通讯模块后,进行简单配置,可以通过4G,wifi,有线三种方式将数据通过全球加速服务器上传到客户的监控设备,这些监控系统可以是安装在任何地方的组态软件,如WINCC ,IFIX,INTOUCH,PCS7,组态王,Kepware等,最让人满意的就是支持编程软件,可以远程通过编程软件,如西门子博图TIA,三菱,欧姆龙,威纶通,MCGS等软件实现PLC,触摸屏等远程监控,程序上载,下载等功能。

那么我们来看看如何进行无线通讯模块的配置:

1)接通DC24V电源;

2)网线和电脑通过网线连接通讯模块的LAN口,设置模块和PC在一个局域网内;

3)输入无线设备的网址后,可以进行网线或者WIFI连接外网的设置。

基本设置步骤:

1)打开配置软件,进行基本配置,选择对应的设备类型

2)短信及4G设置步骤,注意插入到无线设备的为移动或者联通的SIM卡时,要选择“自动”,

3)配置需要监控的点位,然后下载配置好的内容。

4)利用组态软件的OPC功能获取模块配置软件的OPC地址就可以了。

组态软件我们使用的是组态王进行测试。添加数据字典后,就可以通过I/O点配置找到。

然后就可以按照常规的组态方法,进行变量添加,画面组态等工作。

现场调试中,针对不同的应用可以选择不同类型的模块,模块小巧,功能强大。

如果通过Webgui软件开发画面,实现电脑,手机等多平台监控,支持微信,短信推送报警信息,语音电话,可以带有少量的I/O点,实现现场信号采集,以及输出控制。

也可以接入视频信号,实现视频监控的要求,独有的数据压缩技术,节省了大量网络流量。

在使用手机监控时,可以将手机监控画面投屏到电视,也是非常好玩的。


剑指工控


1,如果传统设备有网口,那直接接入即可,只需要搞上位机的处理信息即可。

2,如果没有网口,有串口也行,可以采用串口服务器。

3,如果什么也没有,那就没必要了。如果非要加,可以增加一个带以太网口 的PLC,通过硬接线获取信息。


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