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自動化金字塔:將要成為古老的歷史?;

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放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2016-08-24   瀏覽次數(shù):554
核心提示:經(jīng)典的自動化金字塔模式展示了定義明晰的層級結(jié)構(gòu),信息從設(shè)備層向上經(jīng)由控制、監(jiān)管和管理3個層級流入企業(yè)層。盡管這一模式得到
         經(jīng)典的自動化金字塔模式展示了定義明晰的層級結(jié)構(gòu),信息從設(shè)備層向上經(jīng)由控制、監(jiān)管和管理3個層級流入企業(yè)層。盡管這一模式得到廣泛認可,但其中的數(shù)據(jù)流動并不順暢。由于金字塔每層的功能性要求不盡相同,這就催生了針對特定任務(wù)的不同通信方法,使得不同層級之間的兼容性較差。

這一問題在該模式的較低層級尤為突出。對于有實時及安全要求的最底層設(shè)備而言,由于缺乏一個合適的唯一通信標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致眾多相互競爭的專用協(xié)議的產(chǎn)生。這意味著不兼容不僅存在于層級之間,同時也存在于設(shè)備層和控制層之內(nèi)。因此,為了兼容終端用戶所喜愛的系統(tǒng),經(jīng)常出現(xiàn)自動化設(shè)備支持5個甚至5個以上工業(yè)協(xié)議的現(xiàn)象。

實時及安全子系統(tǒng)游離于更廣層面的自動化及IT基礎(chǔ)設(shè)施之外,使讀取數(shù)據(jù)變得異常困難,限制了開放式架構(gòu)計劃(例如“工業(yè)4.0”)的有效性。那么,我們?nèi)绾尾拍軡M足這兩個貌似處于競爭關(guān)系的需求,在完全開放數(shù)據(jù)存取的同時保護關(guān)鍵流量呢?

扁平化金字塔

由于用戶對連接度和靈活性的要求更加嚴格,自動化金字塔模式的這種結(jié)構(gòu)越來越受到詬病。為了更直接地提供底層數(shù)據(jù),設(shè)備所有者轉(zhuǎn)向開放的OPC UA標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)提供了一種模式,即管理層和企業(yè)層的OPC UA“客戶端”能夠直接從設(shè)備層的OPC UA“服務(wù)器”調(diào)用數(shù)據(jù)。

盡管OPC UA消除了自動化和IT間的部分障礙,但并沒有解決實時與安全子系統(tǒng)中使用獨立的專用網(wǎng)絡(luò)的問題。這些網(wǎng)絡(luò)的問題隨著OPC UA發(fā)表/訂閱模式以及時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)插件的出現(xiàn)得到了解決,TSN插件可以為IEEE 802以太網(wǎng)增加實時功能。OPC UA發(fā)表/訂閱模式與TSN結(jié)合后,可以通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)進行一對多和多對多實時數(shù)據(jù)交換。OPC UA TSN因此提供了一個開放、標(biāo)準(zhǔn)以及實時的通信平臺,該平臺既能達到傳統(tǒng)自動化的嚴格要求,又能支持物聯(lián)網(wǎng)(IoT)原則。

商業(yè)效應(yīng)

自動化金字塔模式中的任意約束解除后,工業(yè)自動化市場將逐漸開放,這與20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的企業(yè)IT或21世紀(jì)初出現(xiàn)的IP電話的情形相似。工業(yè)生產(chǎn)商和終端用戶將通過更多的供應(yīng)商獲得更為便宜的互操作部件,同時得到大批工程師的技術(shù)服務(wù)。

靈活的通信基礎(chǔ)設(shè)施有助于部署新的技術(shù),如霧計算(云邊服務(wù))和創(chuàng)新型“即服務(wù)”商業(yè)模式。在工業(yè)自動化中,這些新技術(shù)有可能極大提升整體生產(chǎn)力,驅(qū)動增長,同時為新興市場成員和初創(chuàng)公司創(chuàng)造突破現(xiàn)狀的機遇。

 
 
 
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