實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化需要生成、傳輸和使用數(shù)據(jù)。其中一項(xiàng)關(guān)鍵決策在于何時(shí)、以及用何種方式傳輸此類關(guān)鍵數(shù)據(jù)。雖然在可編程自動(dòng)化控制器/可編程邏輯控制器 (PAC/PLC) 編程中內(nèi)置有數(shù)據(jù)傳輸功能，但用戶和系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員往往更傾向于選擇專用的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。這類系統(tǒng)可通過優(yōu)化提高速度和安全性，同時(shí)能夠使 PAC/PLC 專注于控制。
數(shù)據(jù)傳輸可分為兩種基本類型： 歷史型和事務(wù)型。本文將重點(diǎn)介紹事務(wù)型數(shù)據(jù)傳輸。
在考慮專用事務(wù)型數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴逊桨笗r(shí)，企業(yè)有以下兩種選擇： 基于計(jì)算機(jī)的和為特定目的打造的為特定目的打造的數(shù)據(jù)傳輸硬件模塊。選擇這些方案時(shí)要認(rèn)真考量，要考慮到預(yù)算、安全性、現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)支持等各種因素。
事務(wù)型數(shù)據(jù)交換
事務(wù)數(shù)據(jù)帶有時(shí)間戳，擁有多個(gè)數(shù)值，并且與一個(gè)或多個(gè)對(duì)象相關(guān)。傳輸?shù)氖聞?wù)數(shù)據(jù)通常包括生產(chǎn)過程和產(chǎn)品數(shù)據(jù)相關(guān)的記錄、關(guān)系以及信息，例如產(chǎn)品和物料跟蹤、設(shè)備狀態(tài)和設(shè)備綜合效率 (OEE)。
多數(shù)自動(dòng)化工廠都希望能夠快速并輕松地獲取這類關(guān)鍵且復(fù)雜的信息，從而使工廠各類工作人員可以同時(shí)檢索和查看多條記錄，并將其發(fā)送到相關(guān)設(shè)備和設(shè)施以控制生產(chǎn)。為此，必須要傳輸數(shù)據(jù)，并選擇傳輸方法。
確定您工廠的需求
當(dāng)您考慮安裝新系統(tǒng)或額外添加數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時(shí)，關(guān)鍵的考量因素在于工廠或設(shè)施現(xiàn)有的信息技術(shù)和架構(gòu)。其它因素還包括相關(guān)供應(yīng)商的數(shù)量、所需可用性/正常運(yùn)行時(shí)間、安全問題以及誰“有權(quán)”負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸。
安全的重要性日益凸顯，而且?guī)缀趺刻於紩?huì)報(bào)告數(shù)據(jù)泄漏問題。隨著越來越多的系統(tǒng)和機(jī)器通過Internet 連接在一起，不斷加強(qiáng)對(duì)安全性的關(guān)注是合情合理的，同時(shí)也需要采取相關(guān)措施來解決安全問題。例如，誰具備數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，誰可以追蹤數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)的重要性和價(jià)值如何?
工廠人事部門需要考慮如何安裝和調(diào)試數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、由誰負(fù)責(zé)管理該系統(tǒng)、需要更新或更改的頻率如何、是否需要設(shè)立專門的 IT 部門以及 IT和工廠車間員工將如何合作。
任何數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)都有利有弊，所以要在考慮到系統(tǒng)利弊的情況下對(duì)所有要求進(jìn)行全面審查。
基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸
對(duì)于基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用通用計(jì)算機(jī)并結(jié)合定制代碼、腳本或?qū)Ｓ密浖绦騺韨鬏敂?shù)據(jù)。軟件在操作系統(tǒng)(通常為某一版本的Windows)上運(yùn)行。對(duì)于包含定制代碼的基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)，其優(yōu)勢(shì)在于具備充分的靈活性。然而，其靈活性完全取決于 IT 員工/程序員的專業(yè)技術(shù)。
當(dāng) Visual Basic (VB) 腳本與人機(jī)界面 (HMI) 等其它軟件結(jié)合使用時(shí)，還會(huì)顯現(xiàn)基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的另一種潛在優(yōu)勢(shì)。在這種情況下，基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)具備多種功能。
使用基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)時(shí)，主要弊端在于該系統(tǒng)需要較長的開發(fā)時(shí)間。創(chuàng)建代碼是決定成本的主要因素，而且在編碼完成之前可能導(dǎo)致上下游工廠停產(chǎn)。計(jì)算機(jī)變更也會(huì)導(dǎo)致工廠停產(chǎn)。如采用新版操作系統(tǒng)以及硬件升級(jí)即為典型的例子。即使是對(duì)操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件的小幅升級(jí)可能也會(huì)導(dǎo)致意外操作，也需要相當(dāng)長的時(shí)間才能解決。
另外一個(gè)考慮因素為系統(tǒng)維護(hù)和支持。車間人員有能力支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)嗎?需要向 IT 人員尋求幫助嗎?此外，IT 人員需要多長時(shí)間進(jìn)行響應(yīng)?
通過定制硬件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸
基于模塊的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可有效地減少基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)通常需要的諸多步驟。專用的數(shù)據(jù)傳輸模塊可以使 PAC/PLC 直接與數(shù)據(jù)庫或客戶端進(jìn)行通信。單個(gè)模塊即可實(shí)現(xiàn)企業(yè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間的端對(duì)端雙向數(shù)據(jù)傳輸，在采用客戶端/服務(wù)器構(gòu)架和更易于使用的數(shù)據(jù)服務(wù)器時(shí)也同樣如此。
對(duì)于具有特定控制器外形的硬件，模塊帶來的優(yōu)勢(shì)為可在機(jī)架中進(jìn)行物理集成。
雖然定制的硬件需要軟件配合，但軟件僅用于初始配置。在根據(jù)用戶要求傳輸數(shù)據(jù)后，即可斷開配置軟件，硬件可獨(dú)立完成數(shù)據(jù)傳輸。
出于安全考慮，配置一般受密碼保護(hù)。此外，由于采用非開放式計(jì)算機(jī)/操作系統(tǒng)，所以不會(huì)像通用計(jì)算機(jī)那樣受到病毒和惡意軟件的威脅。
基于模塊的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)還具有其它優(yōu)勢(shì)，包括內(nèi)置郵件提醒和通知、自動(dòng)事件記錄、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)(緩沖)、故障切換/容錯(cuò)轉(zhuǎn)移和在線配置更改等。無論對(duì)于計(jì)劃停機(jī)還是意外停機(jī)，模塊均可快速進(jìn)行更換，并可在備份后快速運(yùn)行。
定制硬件的弊端取決于硬件外形。如果計(jì)劃安裝在機(jī)架中且用于特定的 PAC/PLC，則被迫降低處理能力和存儲(chǔ)能力來適應(yīng)物理上給定的容量。
OPC 和 OPC UA
專用硬件專用于 OPC 和 OPC UA 架構(gòu)，能夠帶來諸多相同的優(yōu)勢(shì)，如計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)不易受到攻擊以及無需編程等，但關(guān)鍵問題在于它們通常為專用服務(wù)器。因此，此類硬件無法實(shí)現(xiàn)端對(duì)端數(shù)據(jù)傳輸。必須對(duì)代表 OPC 或 OPC UA 架構(gòu)中服務(wù)器和客戶端的多個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)逐一進(jìn)行配置。
Softing Inc. 是羅克韋爾自動(dòng)化合作伙伴聯(lián)盟中的Encompass? 第三方產(chǎn)品合作伙伴。 Softing 總部位于田納西州諾克斯維爾，主要從事控制和通信產(chǎn)品開發(fā)，產(chǎn)品包括用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與 ControlLogix? 之間數(shù)據(jù)交換的 tManager? ;支持控制器機(jī)架內(nèi)定制編程的56SAM 模塊;以及用于以太網(wǎng)線纜認(rèn)證的 WireXpert 。
