工廠的實際是先解決互聯(lián)互通問題，否則，所謂的工廠集成如何才能實現(xiàn)?因此，花費了很多時間研究了一下各種總線技術(shù)、I4.0、OPC UA、FDT/DTM、ISA-95等，大致有個脈絡(luò)。
總結(jié)起來就是“先把互聯(lián)的問題解決了再說”。
大致寫個小文和大家分享一下，先看看總線技術(shù)的發(fā)展，再看看互聯(lián)的幾個層次，然后再看看未來方案實現(xiàn)。
1.任務與總線的變遷
1.1.繼電器邏輯時代：就是繼電器吧嗒吧嗒的響，這也沒法傳數(shù)據(jù)啊，那時候工廠里記錄數(shù)據(jù)都是用本子記，報表填寫然后堆在一起，一把火就給燒了都有可能。
1.2PLC時代：處理邏輯任務，就是開啊!關(guān)啊!這種信息也沒什么傳的，都在背板上呢!生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以另外弄臺計算機存儲。
1.3現(xiàn)場總線：分布式控制之間的控制信息傳輸，比如電機電流、電壓、位置，要是流程嘛!就溫度壓力液位流量四大參數(shù)，都是跟設(shè)備狀態(tài)和控制相關(guān)的信息，加上一點配置、報警的信息，給上位的SCADA或者DCS。
1.4以太網(wǎng)時代：數(shù)據(jù)量越來越大了，總線又都是一個個的封閉陣營，旁邊那個更開放的IT人把大家引向了以太網(wǎng)技術(shù)，但是，又沒實時性，因此產(chǎn)生了什么POWERLINK、Profinet、EtherCAT、SERCOSIII。
1.5信息與自動化融合時代：更多的異步數(shù)據(jù)，包括服務、配方、狀態(tài)參數(shù)的傳輸，與MES、ERP等管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸需求。
結(jié)論：隨著自動化所延伸的應用范圍的提升，設(shè)備集成、管理集成的融合，使得互聯(lián)互通的需求更為迫切，也對帶寬、傳輸速度等提出了更高的要求。
2.各個RTE的實現(xiàn)方法
總線時代已經(jīng)逐漸過去，大部分總線技術(shù)已經(jīng)在其生命周期的末期，研發(fā)基本已經(jīng)停止，只是在繼續(xù)維持原有的存量設(shè)備的應用和保持一定的延續(xù)性。都開始研究并使用以太網(wǎng)技術(shù)了。
采用ASIC實現(xiàn)的獨立幀技術(shù)，這種包括EtherCAT和SERCOSIII，以及通過輪詢機制的POWERLINK、Profinet和Ethernet/IP等。
此圖為盜圖-來源忘記了
3.新挑戰(zhàn)—如何實現(xiàn)互操作
下面這張表倒是很好的說明了現(xiàn)在存在的問題，你們討論智慧工廠、智能制造、智能工廠、工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，但是，把他們從獨立的機器到車間、到工廠，怎么連接?
問題并非那么簡單，這是一個關(guān)于工業(yè)通信的兼容性等級的描述：
就是你用你的，我用我的，Profibus、CC-LINK各自都構(gòu)成一個封閉的系統(tǒng)，但是，在工廠里大家擺在一起，如果不互聯(lián)嘛!只是連接機器內(nèi)部的軸和軸、I/O和I/O站間，這個當然可以共存，井水不犯河水。
3.2互聯(lián)
大家使用同樣的通信接口和地址訪問機制，比如以太網(wǎng)的，這個就可以實現(xiàn)互聯(lián)，也可以傳遞數(shù)據(jù)，但是并不能代表這個可以互通。
3.3互通
互通就是他們定義的數(shù)據(jù)類型、地址空間都是統(tǒng)一的，那就可以交換數(shù)據(jù)，如果只是一個總線網(wǎng)絡(luò)里的設(shè)備，不同家的嘛!也可以通過注入CANopen的設(shè)備描述文件(DeviceDescription)來進行互通，或者XML來寫個設(shè)備描述文件，比如GSD文件、XDD文件。
3.4互操作
但是，現(xiàn)實是：現(xiàn)場并非只有一個總線咋辦?這就牽扯到互操作的問題了，各種總線可以通過FDT/DTM這種也可以實現(xiàn)互操作，對來自現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行設(shè)備級的交互，這個辦法也算不錯，但是，如果是還包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)，要和SCADA、DCS、MES、ERP來交互數(shù)據(jù)呢?這牽扯到語義互操作問題，咋解決?Okay…其實，OPC UA就是干這個的。
3.5.OPC UA
為了實現(xiàn)語義互操作，我們來看看OPC UA，OPC UA也不能解決所有問題
3.5.1基礎(chǔ)OPC UA架構(gòu)
你看這房子就是OPC UA的基本構(gòu)架，地下是和各種總線的驅(qū)動，然后包括傳輸方式的建立，基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)類型，然后提供各種服務，但是在這個基礎(chǔ)信息模型和服務之上就牽扯到語義互操作的信息模型問題了，這就麻煩大了，印刷機屬于印刷行業(yè)、還有包裝的、塑料的設(shè)備、鈑金的設(shè)備…那么多行業(yè)，還牽扯到MES管理任務的數(shù)據(jù)要求跟你們下面的車間一樣嗎?
不要提供一些沒用的信息給MES，但是，各個行業(yè)的差別實在太大了，因此，必須得有垂直方向的各個行業(yè)的信息模型吧?
這個圖是說服務類型的，數(shù)據(jù)訪問、報警、趨勢，各種各樣的，這也是OPC UA比較好的，反正不管是流程、離散，你都得傳遞這些數(shù)據(jù)，人家把能考慮的已經(jīng)給你考慮，感謝OPC基金會。
3.5.2行業(yè)模型
這還不行，就算是有基礎(chǔ)的了，但是，那么多產(chǎn)業(yè)，他們的行業(yè)信息模型怎么辦?OPC基金會只能定義個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，定義個地址空間、存取機制、會話這些，至于你們要傳遞什么數(shù)據(jù)，這個得你們自己定義，我就給你蓋個房子，打個框架，你們怎么裝修怎么布置，你們自己根據(jù)自己情況來吧!
這下子事情大了，OPC基金會通過與全球各種行業(yè)性、專業(yè)性技術(shù)組織的合作來為各個領(lǐng)域的信息模型提供參考標準。
--Automation ML在汽車工業(yè)里所采用的工廠數(shù)據(jù)模型
--PLCopen在編程領(lǐng)域所采用的OPC UA開發(fā)軟件功能塊
--MTConnect針對機床工具領(lǐng)域的信息模型
--OMAC PackML針對包裝領(lǐng)域的信息模型
--EUROMAP塑料行業(yè)機械手、輔機互聯(lián)的數(shù)據(jù)模型;
--FDT/DTM，如何實現(xiàn)不同總線的互聯(lián)訪問的機制;
--ISA針對MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型如ISA-95
…
看著OPC基金會這么努力，Industry 4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、搞物聯(lián)網(wǎng)的那些人，都想干脆把那個高大上的CPS，CPPS拿這個來實現(xiàn)吧?
大家基本達成一致了，OK，就這么干吧!
3.6.POWERLINK+OPC UA+openSAFETY可以解決所有問題
現(xiàn)在回來看看我的廣告就明白了，POWERLINK就是高速實時以太網(wǎng)，如果你們開發(fā)了POWERLINK，那么就可以實現(xiàn)一個高速的實時應用，然后OPC UA再POWERLINK異步階段可以被傳輸，這個可不是誰都可以做到的，OPC UA被集成到了貝加萊的主站、從站，DCS系統(tǒng)，工廠自動化系統(tǒng)，可以讓整個從機器到車間再到工廠都可以被集成。
安全必須被考慮—openSAFETY就是一個異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)里實現(xiàn)安全通信的應用協(xié)議，通過OPC也可以傳輸和訪問。
Okay，搞定，所有的可以被完美解決，互聯(lián)、互通、互操作…
