尽管人们经常夸大其词地声称无所不在的数据流和成功的商业战略使物联网(IoT)准备起飞，但一个巨大的标准基础实际上已经为制造应用做好了准备。自动化协会及其30多年来对互操作性标准的不懈追求，使供应商能够尽早获得工业物联网(IIoT)的全部收益。
多年来，OPC基金会一直是将工厂数据从控制层转移到企业层的关键组织。该基金会的统一架构(UA)开放通信标准为工厂经理提供了更快做出业务决策的能力，这是工业物联网承诺的关键组成部分。
这是通过标准的灵活性和扩展到许多制造级别的能力实现的，因为它有多种代码选项，包括Java、ANSI C/ c++和Microsoft . net代码。
Kepware Technologies产品管理总监约翰•哈林顿(John Harrington)表示:“OPC UA提供了多平台功能，因此你可以在不同平台上使用多种类型的应用程序，同时拥有客户端或服务器。”它可能包括Linux、VxWorks、嵌入式甚至FlexSoft Windows应用程序。”
制造商正在接受该标准在非微软环境中实现OPC的能力，以及对所有消息的增强签名和加密，以获得更好的安全保证。这些安全升级消除了远程连接的回调和DCOM的使用。
OPC UA的可扩展数据堆栈和易于设置，允许制造商通过制造执行系统(MES)直接将服务作为解决方案推送到控制器，以提高工厂效率。
汽车制造商需要的不仅仅是信息
OPC UA吸引了全球汽车制造商及其传统工厂的兴趣。对汽车制造商来说，市场动态已经发生了巨大变化，自全球经济衰退以来，它们已经削减了生产脂肪，并专注于通用汽车平台，即在一家工厂生产多种车型。
随着汽车行业的结构调整，一家拥有50多个汽车组装业务的全球汽车制造商决定重新调整其工厂车间通信，放弃连接到工厂车间数百个plc的定制驱动器和网卡通信。
“他们对连通性感到非常困惑。通过改变他们的MES和OPC ua支持的通信平台，他们能够降低所有的复杂性，”哈林顿说。OPC UA与Linux通信的能力是这一变化的一个重要驱动因素。”
这种设置利用了Kepware的KEPServerEX通信平台，让汽车OEM专注于通信，而不是新的硬件或PLC逻辑。这家汽车制造商采用了基于linux的解决方案，因为其IT平台基于该操作系统。
在IT部门的领导下，该公司修改了其大型主机MES，以连接到其基于linux的商业智能应用程序。实际上，它的MES扩展为“制造业内的服务”应用程序，并将过去单一功能的消息传递事务转移到工厂车间;它通过OPC UA变成了双向对话。
位于MES和控制平台之间的OPC网关服务器现在与多个plc本机通信，这些plc支持机器人、输送机、焊接和流体填充等。该汽车制造商之前的架构强调冗余PLC消息传递，以确保良好的连接并确保高质量的制造。OPC UA继续如此。
使用基于java的OPC客户端，MES不知道它是在与PLC、PC还是设备通信。例如，车身车间的焊接控制器可以看到进入其工作站的新车辆，并将请求推送到OPC服务器，以确定如何将该特定车辆焊接在一起的选项。该公司的MES系统在运行中同时使用Linux和Windows PC。
在OPC UA服务器将此消息路由到MES后，它将向PLC发送另一条消息，告诉PLC不要重新发送请求，使焊机保持在等待模式。对于汽车制造商来说，这种新的通信方式保证了信息的传递，比如识别汽车类型和应该进行的焊接类型。
即使增加了控制和MES之间的消息传递，与以前的通信平台相比，这个新流程实际上将每个平台的响应时间提高了4倍。它还通过加密消息、应用程序实例证书和应用程序级的用户身份验证为汽车制造商提供了高级别的安全性。
哈林顿表示:“由于许多驱动因素，制造商正在采用OPC UA，但在将数据从运营端转移到企业时，安全性是首要考虑因素。”“OPC UA脱离了DCOM，这可能会限制数据暴露到本地网络以外的其他网络。”
工厂和企业之间的自主权，允许在不影响彼此的情况下进行更改，是该汽车制造商引用的另一个巨大好处。
生产满足监控
合同制造商依靠系统效率来满足客户的生产目标，以及来自第三方的实时数据监控需求。西南烘焙公司最近显著提高了对每周生产的420万根面包棒的监控能力。
西南烘焙公司位于亚利桑那州托尔森的40,000平方英尺的工厂。该公司每周生产5至6天，每天24小时生产，生产大量冷冻食品。这条生产线每分钟可生产500件。对于代工制造业来说，这一切都是通过精益的商业模式完成的，并且需要从管理层到现场技术人员的“全体人员”监控心态。
“我们不可能同时在地板上工作，所以我们需要监控实时数据，无论我们是在工厂里还是在世界上的任何地方，”西南烘焙公司(Southwest Baking)的工厂工程师罗布•罗布莱夫斯基(Rob Wroblewski)说。
该合同制造商选择了具有OPC UA功能的KEPwareEX服务器，可以从许多类型的设备(如冰柜、搅拌机和处理平台)中检索重要的控制数据。信息通过Opto 22的groov移动控制和监控平台显示。
在西南航空公司之前的配置中，操作人员花费大量时间调整多个控制平台的输入，同时由于集中监控结构，不容易看到输出。这意味着从车间走到办公室显示器要浪费很多时间。
“现在，西南烘焙在地板上有一个大面板，上面有工厂所有控制平台的关键性能指标(kpi)，”Wroblewski说。“搅拌器的重量正确吗?”冰箱和面团的温度合适吗?”
这个监控平台通过工厂地板上的大型面板，以及智能手机和平板电脑传输实时数据。操作人员和工厂工作人员只要有正确的登录账号，就可以通过任何现代网络浏览器访问数据。
Wroblewski表示:“我们不希望人们通过智能手机和平板电脑来控制整个过程，尽管监控平台适合HMI控制设置。”“我们还配置了地板显示器和设备，为不同的群体显示不同的监测数据，例如生产和工程页面。”监控平台为不同的数据页面提供权限层。
Southwest Baking的监控平台使用开放标准监控来自任何地方的数据，如HTML5、CSS3和SVG。移动设备至少需要Android 4.0.1 (Ice Cream Sandwich)、iOS5或Surface Windows 8。生产监控面板显示模拟仪表和数值数据。
OPC UA服务器连接到工厂的各种平台，如包装、生产和加工平台，并通过以太网检索数据。Opto 22软件每秒轮询OPC标签服务器，然后在监控屏幕和移动设备上以蓝色文本显示实时数据。
该厂的六个控制架构包括许多不同的供应商，如三菱电机、Opto 22和罗克韦尔自动化，由于以太网和OPC接口，大多数配置挑战都很小。最大的架构挑战是运行RS232数据的串行控制器需要来自OEM的适配器。
据合同制造商称，操作团队的一名初级技术人员迅速配置了监控屏幕。Wroblewski说:“我们真的把它从盒子里拿出来，并在一个小时内安装了屏幕。”“拖放屏幕来自监控平台的库，然后你可以用你的参数来定制它。更多的软件应该是这样的。”总的来说，西南烘焙有大约12个kpi，包括其烘焙产品的重量测量和平均长度参数。
西南烘焙公司的客户使用第三方审计系统来保证工厂冷冻食品的准确尺寸，并需要每天的报告。“如果我们遇到了问题，我们需要实时知道。这种植物的产量约为11000磅。所以三小时内都不能停工。”“审计员不想要一周以前的数据。到那时，再做任何改变都太晚了。”
根据《食品安全现代化法案》(FSMA)，制造商们正处于紧张状态。倍福自动化(Beckhoff Automation)高级系统架构师鲍勃•特拉斯克(Bob Trask)表示:“食品和饮料公司很清楚，你需要访问所有的生产数据。“使用OPC UA，可以在网络连接中断后激活历史选项，数据不会丢失。”
西南烘焙公司的监测平台还提供长达7天的趋势和图表，他们还运行罗克韦尔自动化的数据历史学家，以记录较长时间内的连续数据。
OPC UA的其他应用包括连接到计算机化维护管理系统(CMMS)，以实现预测性维护实践，并降低人工和设备成本。Smartware Group总裁兼CTO Paul Lachance表示:“对于维护部门来说，OPC的核心是数据收集效率工具。
通过OPC方法，维护部门现在连接到CMMS平台、OPC服务器和客户端，以便在设备值超出范围(如阈值或基于时间的值)时实现自动化响应。
Lachance说:“如果操作温度由于峰值而超出设定值，则会触发纠正维护行动，而不是预防性维护行动。”“在由于日历(预防性)产生工作订单之前;现在根据操作条件自动创建一个。”
这些OPC UA应用程序展示了该通信标准如何重新定义工厂中的控制选项和生产数据可视化。
Kepware
www.kepware.com
了下:所有行业
告诉我们你的想法!