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传统过程自动化工厂的智能扩展

供稿:Softing 中国

  • 关键词:过程自动化,工业4.0,IT/OT
  • 摘要:Softing除了提供用于从现场级别轻松安全地访问数据的产品以外,还为作为实现NOA的核心组件——聚合服务器提供了解决方案。这使您能够在过程自动化和IT领域之间分离OPC UA接口,并在一个OPC UA服务器中汇总不同来源的数据。然后,您的IT应用只需访问单个服务器。仅此您便能收获一个简化且易于管理的通信结构,并且可以轻松进行配置。

一  通过NOA概念,公开、安全地迈向未来

随着数字化转型在过程自动化工业中的不断深入,许多公司都面临着同一挑战——如何平衡创新和传统。放眼望去,过程自动化工业和信息技术似乎在以不同的速度发展。虽然过程自动化工厂通过使用传统的自动化金字塔架构使其在很长一段时间内保持稳定和可靠,但是IT世界变化迅速,像物联网、工业4.0、云计算和大数据等流行语便是最好的证明。那么工厂运营商应如何使用现代IT模型来优化其流程,同时又不影响运营的高可用性、实时能力和冗余要求呢?

为了应对这一挑战,NAMUR(the User Association of Automation Technology in Process Industries)开发了NAMUR开放式架构(NAMUR Open Architecture,NOA)模型。该模型通过集成IT/OT来优化过程自动化工业管理。NOA模型补充了工厂现有的自动化结构,并在经典过程自动化和现代IT之间提供了开放接口。此开放接口不仅可以从自动化金字塔中获取数据并将数据安全地传输到NOA模型中,而且不会影响已安装过程自动化工厂的可用性和安全性。NOA模型主要建立在现有的OPC UA标准之上,以便将快速变化的IT组件轻松集成到整个应用中。

这对加工厂操作员意味着什么?使用合适的产品,您就可以根据NOA模型来扩展您的工厂,从而直接从现代IT应用中获益。基于我们在工业通信和OPC UA方面的广泛专业知识,Softing提供了许多满足过程自动化工业的特殊需求产品。


二  利用设备和传感器数据进行监控和优化


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(smartLink提供对现场设备数据的轻松访问)


我们的smartLink产品系列(smartLink HW-DPsmartLink SW-HT)使您能够独立于控制器来访问现场设备,以便在功能全面的IT应用中使用设备和传感器数据。smartLink产品系列适用于安装了HART或现场总线的现有工厂以及使用了工业以太网的新项目。数据可以通过纯软件解决方案或硬件网关来进行交换,具体取决于通信类型。

smartLink产品与控制器并行运行,并且无需修改网络即可在运行期间安装。例如,smartLink使用开放的行业标准OPC UA、MQTT、HART IP和FDT/DTM使收集的过程数据可用于监控或优化应用。

优点:

• 安装和接线要求低;

• 在许多情况下,完全通过软件来实现各项功能;

• 配置简单且占用资源少,安装更加快速和安全;

• 基于免费固件更新,可轻松集成新功能或满足未来数据交换技术要求。

smartLink是一种经济高效且面向未来的解决方案,用于对旧工厂和新工厂进行数字化改造,并且在不影响核心过程通信的情况下,可应对即将到来的工业物联网挑战。


三  在NOA应用中灵活集成控制器数据


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(采用容器技术的edgeConnector产品系列)


使用edgeConnector产品系列中的容器应用程序可以将传统工厂集成到NOA环境中。例如,这些精简的软件模块为访问在SIMATIC S7或Modbus TCP控制器中的数据提供了精确定义的功能。它们包含所有必要组件所需要的库,因此它们可以独立于特定环境运行。使用OPC UA和MQTT标准,可以将数据集成到NOA模型中,并做进一步处理,以实现监控和优化目的。

该解决方案使您能够使用先进的技术来访问控制数据。

容器的优点:

• 资源消耗少;

• 可普遍部署在不同的计算机平台上;

• 实用的隔离、封装和可移植性。


四  通过集中生产和机器数据来进行有效监控和优化


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(使用安全集成服务器进行数据聚合)


Softing除了提供用于从现场级别轻松安全地访问数据的产品以外,还为作为实现NOA的核心组件——聚合服务器提供了解决方案。这使您能够在过程自动化和IT领域之间分离OPC UA接口,并在一个OPC UA服务器中汇总不同来源的数据。然后,您的IT应用只需访问单个服务器。仅此您便能收获一个简化且易于管理的通信结构,并且可以轻松进行配置。

为了简化聚合服务器规范,Softing的安全集成服务器(Secure Integration Server)可以加及其包含的信息模型。这些OPC UA属性可以用于不同的对象,例如变量或警报,从而确保它们在语义级别上的兼容性。NAMUR开发了一个OPC UA配套规范,特别适用于过程自动化工业,同时也可通过使用安全集成服务器来手动分离设备接口。该解决方案使您能够轻松将高度创新的IT技术与NOA要求的现有自动化系统相融合。此外,在一个级别上的更改或扩展不需要在另一个级别上进行修改。通过这种解决方案,过程工业世界与IT世界分离,您可以在这两种环境中从很大程度上相互独立地做出变更和投资决策。

安全集成服务器还将管理、调节和监控一个综合安全模型所需的所有机制整合集中在了整个解决方案的中心位置,从而可实现NOA的关键功能。通过使用过滤器,您可以详细定义您的数据访问权限,并进一步限制各个OPC UA客户端应用的访问权限。安全集成服务器所实施的安全标准是非常先进的。


五  实施符合NOA模型的整体解决方案


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(NOA架构中的Softing产品)


您可以根据需要将各种Softing产品组合成一个符合NOA模型的完整解决方案。通过将这些产品用作Docker容器,您还可以使用适当的工具和服务来管理符合NOA数据集成的完整解决方案。


| 往期回顾

▶ 用于现场仪表过程控制的多协议配置工具

▶ 过程工业中的smartLink HART-IP


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发布时间:2022年3月14日 15:18  人气:   审核编辑(王静 )
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