如何连接安全、可靠的工业物联网？

本文来自于《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2016年7月刊杂志，原标题为：如何连接安全、可靠的工业物联网

工业物联网（IIoT）将会改变生产制造、以及各行各业的方方面面，也会影响我们的日常生活方式。作为工业4.0基础的一个重要组成部分，OPC UA使得设备和系统间的连接和数据共享成为可能。

利用从工业物联网(IIoT)、工业4.0、互联网+获得的大量数据，不仅可以改变生产制造行业，而且还会改变全球的经济。根据埃森哲咨询公司今年早些时候所作的一份报告，在未来15年内，估计该项技术可以为世界经济带来14.2万亿美元的附加值。

虽然对行业影响意义深远，但是只有那些对该技术潜力有全面了解的人，才能从中获得最大收益。工业物联网不仅是一项新技术，而且还是催化剂，它将推动公司运营模式、个人工作方式发生根本性的变化。

在传统的资产模型中，企业购买设备时，通过质保条款，再加上定期维护，就可以在一定时期内为设备提供保障。在工厂车间，共享更多数据并对其进行分析的能力，将帮助公司避免代价高昂的非计划停机，比如通过实时检测发现不断升高的润滑油温度，可以作为轴承摩擦持续增加的征兆，便于企业转向基于状态的维护。

如果上层信息和内容，不再局限于主控室，那么就可以在工厂范围内，实现彻底的决策分散， IIoT在此方面具有很大潜力。通过技术上的强化，而不是代替工人的思考，这就使其对工厂和过程具有更多、更深入的了解，从而支持基于任务的工人向基于价值发现的工人转变。

连接性的挑战

可靠、安全的连接，对上述努力非常关键，这也是OPC统一架构（OPC UA）协议的意义所在。

作为工业4.0基础的一个重要组成部分，OPC UA可以在服务器、网络传感器、主流操作系统（比如Linux和微软Windows操作系统）、实时操作系统（ROTS）、或者没有任何操作系统的设备上运行。按照数字化企业的要求，需要获取工厂车间底层数据，OPC UA使得设备和系统间的连接和数据共享成为可能。

正如预期的那样，生产制造商正在将OPC UA嵌入到从小型网络传感器到控制器的设备中，通过扩展数据共享空间，加速工业物联网的变革。这种转变的趋势显示，OPC UA的采用以及转向有效的IIoT架构需要一定的时间。因为企业在传统架构上投资很大，不可能简单的就将其全部更换掉。一种更容易、更协调的向IIoT技术迁移的路径，对设备供应商和最终用户来讲非常关键。用户需要用逐步推进的方式，在现有的基础结构（一般是基于传统的OPC）上，管理已有资产设备，同时还能将其信息传送到IIoT设备上。

基于传统OPC系统的出路，就是使用OPC UA代理或者UA封装器：利用该技术，最新的OPC UA客户端应用能够与传统的OPC服务器通讯，传统的OPC客户端与最新的OPC UA服务器之间也可以通讯。例如，基于传统OPC的人机界面（HMI），可与UA设备接口。因此，操作员能够继续使用当前系统，同时还可以利用新增的、具有UA功能的设备，增加连接性和对过程的理解。

在传统OPC和OPC UA系统间架起桥梁，不但可以享受新技术所带来的附加值，还可以增加现有投资的回报。随着时间的推移，传统的系统将会逐渐被淘汰，但是现在，UA代理或者UA封装技术，为企业适应工业物联网技术革命赢得了宝贵的时间。

HMI软件将信息推送给工人，通过这些信息工程师们可以做出更智能、更快速的决策。通过与OPC UA 技术的集成，移动应用软件可以使工作人员能够以一种安全的方式，查看、分析和存储从分布在多个地理区域的资产设备所发送过来的数据。图片来源： Iconics

嵌入到自动化软件

现代自动化和控制系统，需要利用通信领域内连接、安全性以及移动性方面的最新技术，以便跟上工业4.0和物联网（IoT）技术革新的步伐。最新的HMI和监测控制与数据采集（SCADA）等自动化软件，具有与很多数据源（比如OPC、BAC网络、SNMP、数据库、网络服务器）的通用连接性能，还提升了与OPC UA的兼容性。通过嵌入到自动化软件中，OPC UA可以简化与其它系统的集成，提升安全性能，更好的扩展IIoT和工业4.0概念。

HMI/SCADA软件报警技术的多个改进，使其可以利用OPC UA客户端来获取更多的数据。强大的中间件技术，使其更易于实现可视化，事实上利用OPC UA客户端，可以实现任何设备、过程、运行或公司数据的可视化。OPC UA客户端可以安全的访问：

●来自任何物联网装置或设备的数据；

●来自可编程逻辑控制器（PLC）或分布式控制系统（DCS）的寄存器或数据；

●设备维护记录和维护管理系统的工作票；

●来自任何计量系统的能源数据；

●来自任何企业资源计划（ERP）系统的订单数据。

兼顾安全性与移动性

最近几年，由于不断增加的网络泄露事件，公司开始重新审视它们的系统，确保执行最严格的安全规范。OPC UA服务器/客户端之间的交互，以不同的方式满足这些规定，包括用户授权、安全认定和数据加密。远程数据访问和远程协作的需求会不断增加，还有分布范围广泛的资产以及移动的工人。

移动解决方案应该与OPC UA、BAC网络、SNMP、Modbus TCP/IP、网络服务器连接，并连接到IIoT中。移动HMI和仪表盘软件也可以与OPC UA技术集成。利用这些连接性，移动应用软件使操作员、现场服务人员、经理、高管们以及其它人员，能够以一种安全的方式，查看、分析和存储从分布在多个地理区域的资产设备所发送过来的数据。

（作者：Darek Kominek）