ABB LTC391AE01 HIEE401782R0001释放数字时代的价值
工业4.0,也称为第四次工业革命,是指将物联网(IoT)、人工智能(AI)、大数据等先进技术融入工业流程。工业 4.0 的关键推动者是工业物联网 (IIoT),它描述了对工厂车间传感器和设备的大量数据的收集和分析。然后,这些数据可以以正确的格式用于优化流程、减少停机时间并提高产品质量。
根据我们的经验,支持用户和集成商、设备连接协议、IT/OT 编排、事务系统数据集成、数据清理、规范化和情境化是必须考虑的关键支持因素。
工业 4.0 工业运营的规模和广泛范围需要高效、高性能和包容性的通信技术。开放协议 MQTT Sparkplug B 和开放平台通信统一架构 (OPC UA) 在解决 IIoT 标准化和互操作性方面处于领先地位。我们的目的不是确定更好的通信解决方案,而是讨论它们的特点和值得考虑的方面。
MQTT 是一种轻量级通信传输协议,适用于带宽有限的网络以及多个客户端和设备以多对多的方式共享数据的应用程序。它使客户能够在管理数据的云或本地托管代理中发布和订阅数据。MQTT 本身并没有定义数据包中的数据组织(称为有效负载),从而导致因供应商特定的有效负载格式而导致互操作性问题和供应商锁定的风险。
MQTT Sparkplug B 使用标准化的有效负载格式扩展了基本 MQTT,供用户、集成商和供应商用来定义交换数据的模型,尽管定义不如 OPC UA 信息模型。
MQTT 用户需要考虑智能 MQTT 客户端和代理,而不仅仅是移动数据。智能客户端或代理将通过同一连接处理多种有效负载格式,支持新兴标准,例如除了 Sparkplug B 之外的 IETF 草案 JSON 模式,能够自动将 MQTT 主题数据提取到标签中以通过 OPC 等标准使用,并处理数据连接质量状态的传播。
如果控制决策依赖于 MQTT 数据,则智能客户端或代理必须解决丢失和失序消息的管理问题,保证消息顺序保留,并解决失败写入的处理问题。如果网络停机和数据丢失是一个问题,智能代理或客户端必须支持存储和转发。为了实现强大的安全性,智能客户端和代理必须启用只读数据的指定。
OPC UA 标准是为不同工业系统、设备和应用程序之间的数据交换和通信提供标准化框架的另一种方法。OPC UA 标准是 OPC Classic 标准的演变,它定义了一种用于交换各种工业数据的安全集成方法,以及标准化信息模型和用于数据交换的明确定义的命名空间(通常在特定的垂直行业中)。
OPC UA 信息模型通过 OPC 基金会发布并提供 XML 定义文件,可快速授权客户端和服务器应用程序共享模型中的行业特定数据。经验丰富的用户和集成商可以定义和发布自己的信息模型,以便在其企业内部或与供应链或其他合作伙伴交换工厂数据。这些数据不仅包含原始数据,还包含历史数据、事件数据和元数据,包括有关数据源、数据质量以及数据点之间相互关系的详细信息。
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