科普讲堂

边缘计算

         在本文中,我们将介绍机器即服务模型(MaaS)的基本内容。机器制造商和工厂所有者可以通过本文了解有关机器即服务的内容、主要优势以及当前使用该模型的行业的更多信息。

        边缘计算速率的提高以新的方式简化了工业流程,但是边缘设备捕获的数据集有时需要更大的存储库,以便对工业自动化流程有更多的了解。在这里,需要将边缘计算和云计算并置在一起,以收集,处理和可视化整个设施和工业过程。尽管边缘计算有望促进工业增长,但需要通过工业自动化平台与云计算建立共生关系以进行有效管理……
        在主流技术社区中,术语“内部部署云服务”被视为矛盾,因为内部部署和云服务代表的意义。在大众印象中,云服务是指通常由服务提供商在维护所需的硬件和基础结构时在异地提供的服务。另一方面,本地解决方案被视为内部的IT基础结构,或位于使用它的企业所拥有的私有财产上的IT基础结构。因此,需要定义本地云基础架构或服务……
        最近几个月,5G技术引起了很多抗议。这导致全球科学家发布有关5G的潜力及其打算实现的目标的报告。其中一些研究(包括来自爱立信的一项研究)表明,5G的创造价值以及使之实现的价值到2026年将达到1000亿美元大关。预计制造业将支持约25%的估值,这凸显了未来5G工厂的重要性……

        工业流程的完全自动化依赖于连接性。为了使物联网(IoT)在不停机的情况下正常运行,必须实现低延迟通信,以确保互连的网络可以在线和离线运行。这就是为什么将5G,边缘计算,边缘分析和基于TSN的OPC UA集成到车间的原因。但是在大多数情况下,驱动边缘计算的硬件例如传感器、人机界面(HMI)和智能边缘技术,必须嵌入到较大的设备和系统中才能正常运行。因此,安装不佳的智能设备,传感器故障甚至车间事故都可能破坏正在进行的边缘计算活动和其他自动化过程。这给我们留下了一个问题:“将边缘计算集成到工业环境中的最佳选择是什么?”……

        边缘计算在工业环境中的有效性是如此之高,以至于许多人认为它会在十年内超越云计算的使用。这些推论或预测归因于边缘计算设备为数据处理带来的增加的通用性。边缘计算设备可以设计成在几乎任何情况下都可以运行,并提供优化工业工作的计算资源……

        时间敏感型网络(TSN)支持单一的开放式网络基础架构,通过标准化支持多供应商互操作性,通过服务保证支持IT和OT聚合。
TSN标准集的开发最初是为了将时间敏感的数据以闭环的方式传递给计算机,并处理标准以太网无法处理的情况。然而,时间敏感型网络还可以在减少事故风险和提高工厂安全水平方面发挥作用。

        在全球范围内,企业通过利用云计算及其带来的数字化,继续提高生产力水平和收入预期。对这些企业的分析表明,与制造业相关的行业或环境中的企业将云视为有价值的合作伙伴,并且正在利用云计算的优势。受益于云的工业企业包括离散制造商和连续制造商,这些制造商已经集成了工业云解决方案以简化运营……

工业树莓派

        本文将介绍如何使用Node-RED以拖拽式低代码,甚至是无代码编程的方式,轻松实现工业协议与MQTT互转以及简单的HMI数据面板,帮助您有效降低在OT协议方面的学习成本,在低经验、甚至是无OT编程经验的情况下,快速在OT协议中的数据与云端数据之间建立联系。

        本文将介绍如何借助虹科CloudRail.Box通过4个简单步骤极快地实现IIOT,将激光距离传感器的数据上传到阿里云物联网平台。

       为了大致了解一个设备的耐用性,通常使用所谓的MTBF值。MTBF“Mean Time Between Failures”, 代表平均运行时间。而可以修复的故障和无法修复的故障之间是有区别的。

        工业树莓派RevolutionPi是一种DIN导轨安装的工业小型控件。   RevolutionPi(简称RevPi)具有一整套IO和总线模块,可以与所有常见的模拟和数字传感器、执行器和总线系统以及基于TCP-IP的网络进行通信。RevPi运行Linux操作系统,这使得它成为一个功能多样的多功能解决方案。

        当需要对工业树莓派进行远程控制,甚至多个工业树莓派之间协同工作,互相调取过程数据时,可使用revpimodio2库文件进行操作,其还提供一种称为RevPiNetIO的调用方式。运行在其它机器上的python程序可以通过工业树莓派的IP地址建立远程连接,从而实现远程控制。但这种方式需要工业树莓派RevPiPyLoad的支持,RevPiPyLoad将作为RevPiNetIO的服务器,提供通过网络读写过程映像数据的能力。

        由于实现CANopen主站需要硬件CAN口的支持,所以本文采用Connect模块和ConCAN模块进行。ConCAN模块仅适用于Connect模块,其作用相当于给Connect模块添加了一个CAN接口。

        虹科工业树莓派RevolutionPi是以树莓派计算模块为核心并进行了工业级封装的模块化智能网关与控制器,能在恶劣的工业环境下运行。其操作系统也是优化后的树莓派Raspbian系统,带有实时补丁,能更好地满足工业场合的实时性要求。 Codesys是一款是一种功能强大的PLC软件编程工具,它支持IEC61131-3标准IL 、ST、 FBD 、LD、 CFC、 SFC 六种PLC编程语言,用户可以在同一项目中选择不同的语言编辑子程序,功能模块等。通过在硬件平台上移植Runtime,可以将任何嵌入式设备或基于PC的设备转变为符合IEC 61131-3标准的工业控制器。本文将以RevPi Connect模块为例介绍如何在虹科工业树莓派RevPi上安装Codesys Runtime并进行简单的应用。  

        Node-RED是构建物联网(IoT)应用程序的强大工具,它使用可视化的编程方法,允许开发人员将预定义的代码块(称为“节点”)连接在一起以执行任务。当连接在一起时,通常由输入节点,处理节点和输出节点组成的连接节点构成一个“流”。RevPi Core模块已经内置Node-RED运行环境,本文将详细介绍Node-RED基本概念与编程逻辑,以及可能的应用方案。

        虹科工业树莓派是一款基于树莓派计算模块的开源的模块化智能网关,其全名是RevolutionPi(简称RevPi)。RevPi在计算模块的基础上进行了工业级封装,以实现工业环境的适用性。它取消了不稳定的GPIO接口,通过模块化的DIO以及AIO模块进行扩展。另外它还提供有适用于大多数常见现场总线协议以及工业以太网的网关扩展模块,使得RevPi可以快速集成到您的工业网络中。

          Revolution Pi是一款基于树莓派计算模块进行工业级设计和封装的工业树莓派。RevPi的操作系统在Raspbian基础上进行了优化,给linux内核添加了RT实时补丁,以使得linux满足硬实时的需求。用户可以通过python等高级语言编写程序,并且可以通过存储器中的过程映像便捷的写入或者读取所有当前过程值。本文将介绍从过程映像中访问数据的三种方法:直接从文件中读取、通过ioctl读取或通过revpimodio2模块读取。

        普通商业树莓派相对于工业树莓派RevPi来说更为广大编程爱好者所熟知,那么工业树莓派RevPi和普通树莓派之间到底有什么样的区别呢?本文整理对虹科首席工程师黄华潘的十多个访谈,来帮助您更加了解我们RevPi的特点。

 

         Node-RED是构建物联网(IoT)应用程序的强大工具,它使用可视化的编程方法,允许开发人员将预定义的代码块(称为“节点”)连接在一起以执行任务。当预定义的代码块连接在一起时,通常由输入节点,处理节点和输出节点组成的连接节点构成一个“流”。RevPi Core模块已经内置Node-RED运行环境,本文将介绍基于Node-RED如何实现RevPi Core模块与阿里云物联网平台的通信。

         RevPi 数字IO模块有三种版本,均可以通过PiBridge与Core模块直接相连。它们的前端都具有相同的28针I/O连接器。除了具有14个数字输入和14个数字输出的标准版本外,还有两个特殊版本,它们仅具有16个数字输入或16个数字输出。根据EN 61131-2的要求,所有版本都有抗干扰保护,并且可以在-40°C到55°C的温度范围,相对湿度高达93%的环境内运行。此外,所有数字IO模块都具有UL认证(UL文件号E494534)。

OPC UA

        现今,有关工业4.0和智能工厂的讨论通常集中在下一代机器,当代商业模型和工业物联网(IIoT)上。这些讨论通常在进行时就没有过多考虑该行业的来历和棕地整合。这表明我们将重点放在前进的方向上,而没有考虑携带旧有的设施和设备……

      如何打通OPC Classic与OPC UA通信鸿沟,建立二者通信?正确安装OPC UA Tunneller是第一步!

        OPC通信技术因其帮助大量的使用不同通信协议的下层现场设备的数据得以与上位机的应用程序进行交互的作用,成为了一种工业通信领域中一套广为流行的方案,它使得硬件供应商和软件开发商都可以专注于做自己的工作。只要双方都能提供OPC接口,就可以完成对现场设备的数据采集和交互。即便没有接口,Matrikon的OPC服务器软件也可以帮助现场设备完成这一过程。

        当OPC UA使用Pub / Sub(发布订阅)模式来进行通讯时,OPC UA程序之间不再直接建立连接并相互发送请求和响应,而是采用如下的方式进行通讯:其中提供数据的OPC UA程序作为发布者,将消息发送到面向消息的中间件,而无需知道订阅方是谁;而对其中特定类型的数据感兴趣的另一方OPC UA程序,则作为订阅者订阅对应消息,并通过处理消息获取到想要的数据,在这个过程中,同样无需知道发布方是谁。

        每当有人在考虑采用新技术时,总是有保留或怀疑的感觉。毫无疑问有人对OPC UA安全性也有疑问和”保留”。”保留”在英文中还有”预订”的意思,而”预订”则是人们非常熟悉的事情,例如在餐厅或酒店进行预约。有趣的是,酒店预订却是解释OPC UA安全性某些概念的好方法。 

         工业4.0的未来将继续取决于将更多设备和工厂资产集成到互连网络中的能力。自成立以来,OPC基金会一直致力于规范统一的标准,如OPC UA pub/sub over TSN。 

          经常有人会烦恼这个问题:我的上位机软件什么功能都有,也支持OPC UA了,现在项目上准备用OPC UA的方式来获取我的PLC的数据,但是我的PLC却不支持OPC UA,怎么办呢?有的人碰到这个问题后就开始了“病急乱投医”,听说哪里有OPC UA的SDK赶紧去了解要资料,最后问报价一个SDK可能要几十万不说,还需要自己做动辄几个月的开发,心想:这哪行啊我这项目等不了,我就想要个现成的解决方案来给我把这个OPC UA服务器搞上去就行…… 

        时间敏感型网络(TSN)支持单一的开放式网络基础架构,通过标准化支持多供应商互操作性,通过服务保证支持IT和OT聚合。 TSN标准集的开发最初是为了将时间敏感的数据以闭环的方式传递给计算机,并处理标准以太网无法处理的情况。然而,时间敏感型网络还可以在减少事故风险和提高工厂安全水平方面发挥作用。
        OPC UA是与供应商无关的面向服务的体系结构,它确保了平台独立性、安全性和接收业务洞察的全面信息建模。当实施其一系列规范时,OPC UA可以跨多个设备,传统设备,操作系统,电子硬件等提供无缝的数据流,而无需担心供应商的兼容性。这符合基金会在车间之间提供安全的开放平台通信的目标。因此,在2018年,OPC基金会发布了一套新的标准,这些标准将加快OPC UA在最深层制造设施中的采用……

        开放平台通信(OPC)和OPC UA(统一架构)是促进可编程逻辑控制器(PLCs)、人机接口(HMIs)、服务器、客户端和其他机器之间的数据交换的标准,以实现互联互通和信息流。
        当然,这种互连性和通信性对于制造工厂来说是必不可少的,因为有许多不同类型的设备,设备和机械正在测量过程参数,生成数据或记录数据……

预测性维护

        工业制造界的每个人都听说过有关停机的故事。但是对于那些经历过的人来说,诸如一小时的停机时间使制造商每小时损失高达260,000美元或4小时内损失200万美元之类的统计数据 并不能说明全部情况。除了金钱损失外,停机的实际成本还包括幻灭的劳动力,当持续的设备故障发生时,员工的积极性就变得更加难以激发。这些是预测性维护自动化迅速成为企业融入日常业务运营的工业概念的一些原因……