導讀： 現代制造業(yè)所面臨的最大挑戰(zhàn)之一是系統互聯，OPC UA是應對之道。OPC UA在統一傳統控制層現場總線系統并實現一直到云端的無縫通信方面擁有巨大潛力。

現代制造業(yè)所面臨的最大挑戰(zhàn)之一是系統互聯，OPC UA是應對之道。OPC UA在統一傳統控制層現場總線系統并實現一直到云端的無縫通信方面擁有巨大潛力。

——Sebastian Sachse

貝加萊開放自動化，技術經理

機床制造商exeron相信，OPC UA是發(fā)展之道。這一電火花加工（EDM）專家已經開發(fā)出了一個基于開放式IEC標準的通信解決方案。我們與來自exeron公司的軟件專家Michael Lamparth和Paulus Kolb以及貝加萊開放自動化技術經理Sebastian Sachse坐下來，一起了解更多關于該OPC UA項目以及他們對未來的規(guī)劃和期望。

為什么貝加萊如此投身于OPC UA？

Sebastian Sachse：針對現代制造業(yè)所面臨的最大挑戰(zhàn)之一，OPC UA是應對之道。無論你稱之為工業(yè)4.0，工業(yè)物聯網還是智慧工廠 – 只有在生產線中的所有組件都能夠經由統一網絡實現通信，我們?yōu)槲磥硭O想的先進制造系統才能得以實現。從各個傳感器一直到ERP和DCS層，縮小IT與OT之間的距離是達到工業(yè)物聯網應用所需透明度的唯一方式。

各種不同的網絡、現場總線系統和通信協議已經可用 – 為什么還要增加一個呢？

Sachse：恰恰是由于這一點：協議太多了。在一個典型的生產車間內，你擁有來自各種不同制造商的機器，每臺機器都有各自的控制系統和現場總線或工業(yè)以太網。即使這些機器彼此獨立運行，在調試和維護方面，你也需要花費更多時間和精力。

因此，如果你希望各個組件能夠實現同步運行和通信……

Sachse：正是。在過去這種情況下，實際上是不可能實現的。你需要聘請專業(yè)人員，花時間和金錢對無數網關和接口進行編程和維護。此外，一旦你需要實時范圍內的響應時間 – 例如，將機器人與注塑機同步 – 那么你就別指望了。

Kolb先生，您希望從實施OPC UA中獲得什么？

Paulus Kolb：我們希望減少我們不得不支持的接口數量。我們的第一步是專注于機器本身的通信，但是OPC UA在我們行業(yè)內的潛力比這更大。從中長期來看，我們的目標是在開發(fā)和推動基于OPC UA的標準接口方面發(fā)揮積極作用，無論是用于M2M通信，還是用于集成車間數據采集和ERP系統。

那會有什么好處呢？

Kolb：接口標準化釋放了我們的內部資源，并允許我們將精力集中于使我們的EDM和銑削解決方案可實現差異化的功能實現。在這條路上，我們并不孤單 – 統一的接口對涉及其中的每個人來說都是一個雙贏的局面。憑借OPC UA，我們得到了實施它們的正確解決方案。

在您的機器中，第一個使用OPC UA的地方是哪里？

Kolb：第一個應用是將HMI系統連接至我們EDM線上的CNC控制器。EDM加工特有的一些要求阻止了我們使用通用控制器。因此，我們開發(fā)了專門的CNC控制器，并且 – 由于缺乏更好的替代方案 – 我們使用我們的HMI系統創(chuàng)建了一個專有接口。在過去20年的時間里，這種做法產生了一整套接口，因此exeron不得不使用我們自己的資源來對其進行開發(fā)和支持。診斷和維護選項同樣如此。

exeron轉向OPC UA花了多久？

Michael Lamparth：我們的第一步是分析我們的專有接口，并定義必要的數據對象?；诖?，我們評估了該如何通過OPC UA實現這些對象及所需功能。我們通過評估采用CORBA標準的相似方法以及從斯圖加特大學ISW研究所處獲得了寶貴的見解。然后，我們研究了該如何用貝加萊解決方案完成整件事情。我們合作的結果是得到了一臺原型機。

OPC UA在您的領域內還有哪些其它潛力？

Kolb：我們從我們的客戶處看到的自動化程度越來越高，這意味著潛在需要支持的接口數量 – 貫穿整條生產線內外 – 也在增長。一個例子是我們?yōu)榕鋫湮覀兊墓ぞ?工件倉24小時運行而開發(fā)的掃描模塊。多年來，我們已經定義眾多接口，以適應機器控制和DCS系統中不同類型的掃描單元和工件倉。我們現在也想用OPC UA統一它們。

Lamparth：另一件事是我們并非唯一提供這些工件倉類型的廠商。而且由于其它機器也使用專有接口，因此單元控制系統制造商被迫處理各種各樣的掃描單元及其各自的接口。按照常理，所有相關方面都將從能夠以統一方式提供信息的接口中獲益，這些信息包括工具位置等。OPC UA協議將適用于此。

這樣的協議是否存在呢？

Lamparth：我們在這方面發(fā)揮了開創(chuàng)性的作用，并開發(fā)出了一種基于OPC UA的掃描接口供我們內部使用。它可以作為一個協議的藍圖，理想情況下將會由OPC基金會進行標準化。我們相信，一部分控制系統制造商將會非常感興趣。現有系統當然可以通過網關連接，但是往前看我們設備的內部通信將全部采用OPC UA。當然我們也意識到，直到它逐漸完善并建立起標準，機器運營商才會在其規(guī)范中列出這種接口。之后他們才會開始使用它。

周圍有很多實時協議。為什么一定要使用OPC UA呢？

Sachse：有很多原因。首先，OPC UA是一個完全獨立且廣泛認可的標準，可以將生產和IT的世界連接起來。它還能提供內置安全功能，確保數據得到安全、可靠的傳輸。然后還有一個非常關鍵的區(qū)別：OPC UA不僅可以傳輸數據，它還可以傳輸信息。

Kolb先生，您如何看待OPC UA的前景？

Kolb：很棒。目前的趨勢如工業(yè)4.0和工業(yè)物聯網以及正在進行的OPC UA開發(fā) – 如開放源代碼 – 正在緩解自動化金字塔各層標準化接口的開發(fā)和實施壓力。在OPC UA之前，沒有同時滿足開放、安全、硬件獨立、跨平臺和可擴展的標準。所以，OPC UA第一次使得從ERP層一直到現場總線層都擁有統一的接口。這釋放了全新的活力。

說到現場總線層 – 您怎么看待OPC UA的實時TSN擴展？

Lamparth：很難在這里做一個真正的評估，因為標準還在不斷發(fā)展。然而，我們很樂意看到這一領域的確定性。在驅動器的標準接口中看到它將是非常好的，它將允許我們在不同廠商的驅動器之間輕松切換?，F在，我們將會繼續(xù)依靠像POWERLINK這樣的協議，它能在400微秒的循環(huán)周期內高度同步且確定地傳輸150字節(jié)的循環(huán)過程數據。OPC UA目前還無法做到，但是對于正在進行的開發(fā)將會進展到哪里我們拭目以待。