工业接入在进行中

随着技术的改进和用户关注的问题得到解决,工业自动化移动接入的采用持续增加。

通过比尔•德恩 2021年12月21日
礼貌:AutomationDirect

移动连接是大多数消费者非常感兴趣的话题,他们已经变得依赖于通过手机和平板电脑方便地获取信息、技术和个人通信。对于工业自动化领域,过去几年已经有很多关于将移动技术应用于可视化和数据访问的文章。这是一个由各种新的硬件、软件和网络选项促成的行业紧跟商业趋势的例子——紧密但有一些滞后。

行业内出现了什么样的移动接入采用水平,当用户开始在实现方面取得进展时,发现了哪些挑战?为了评估这种情况,AutomationDirect调查了中国的工业用户2016年6月再次在2021年8月.调查发现,近年来,越来越多的工业用户通过互联网和基于pc的网络浏览器使用远程访问技术。

大约五年前,只有28%的受访者使用任何形式的移动设备来完成这一任务。自那次调查以来,这一数字显著扩大,因为最新的调查显示,多达62%的受访者每天、每周或至少每月使用移动设备连接他们的工业自动化系统。

本文讨论了与移动工业自动化访问相关的其他一些最新发现和趋势。

图1:带有或不带有本地显示的HMI设备,例如AutomationDirect C-more EA9系列无头HMI可以向移动设备提供数据和显示信息。礼貌:AutomationDirect

图1:带有或不带有本地显示的HMI设备,例如AutomationDirect C-more EA9系列无头HMI可以向移动设备提供数据和显示信息。礼貌:AutomationDirect

让移动变得有意义

有许多技术方法可以创建移动访问,这些方法可以单独使用,也可以组合使用。移动连接可以严格地基于站点,也可以扩展到云以获得全球移动体验。一些比较流行的技术组合有:

  • 一个或多个可编程逻辑控制器(plc)连接到一个基于本地硬件的人机界面(HMI)操作终端,后者依次为移动设备提供数据和显示信息(见图1)。
  • plc或hmi使用轻量级消息队列遥测传输(MQTT)发布/订阅通信将数据传输到基于云的代理,然后使用移动应用程序访问这些数据。
  • 一个或多个plc连接到现场或基于云的基于pc的HMI/监控和数据采集(SCADA),后者反过来为移动设备提供数据和显示信息。
  • 具有云功能的plc直接连接到供应商或Microsoft Azure等其他提供商提供的基于云的工业物联网(IIoT)服务(见图2),为用户提供全球移动访问。

一些用户需要几个数据点的基本指示,而另一些用户则希望图形化的HMI体验类似于基于pc的HMI。对于那些希望在他们的系统中添加移动访问的用户来说,现在的选择比以往任何时候都多。

图2:基于云的工业物联网平台是连接PLC数据的流行方式,并为远程和移动用户提供这些数据,因为这些服务易于配置、安全且可扩展。礼貌:AutomationDirect

图2:基于云的工业物联网平台是连接PLC数据的流行方式,并为远程和移动用户提供这些数据,因为这些服务易于配置、安全且可扩展。礼貌:AutomationDirect

移动接入有多重要?

似乎日常生活中几乎所有的数字设备都支持移动访问,甚至可能达到过载的程度。对于工业自动化系统,增加移动连接有很多原因。

操作人员可以使用移动应用程序来可视化自动化设备和系统,无论他们在哪里工作。这使得专家可以与整个站点或多个站点,甚至跨越世界的操作进行交互。维护技术人员可以收到指示故障的警报和趋势通知,以便他们能够快速响应。工程师可以收集更多的数据并进行分析,以优化生产。

调查显示,超过80%的行业用户认为移动连接、可视化和数据访问比较重要或非常重要。有了如此高的兴趣水平,了解采用工业自动化移动接入的障碍变得重要起来。

移动障碍

尽管工业自动化系统的移动接入为用户提供了许多好处,但它也增加了网络攻击的风险。在目前不使用移动接入的终端用户中,超过80%的人提到了安全问题。用于提供移动访问的plc和hmi等现场设备应该具有内置的安全功能,并且它们应该只使用安全通信协议和服务(参见图3)。

在较小程度上,调查还显示,尚未采用移动接入的用户希望解决方案能够提供良好的性能、直观的应用程序和低成本。这些是任何技术的共同用户目标,可以通过使用显示传统hmi最有用功能的应用程序来实现,同时使用可能有限的带宽。

更多潜在的限制围绕着移动设备本身。尚未使用移动设备的终端用户关心的是,使用如此小的屏幕究竟能做多少事情,如何围绕移动设备的使用创建程序,以及如何协调运营技术(OT)和信息技术(IT)部门之间的审批。

从部署了移动接入的用户的反馈来看,他们似乎正在用公司自有设备解决这些问题。其中约50%的用户使用有限访问的公司设备,约25%的用户使用完全访问的公司设备。只有25%的公司允许用户使用员工拥有的设备。

图3:AutomationDirect BRX系列等现代plc提供了许多方法来实现安全的远程连接,例如直接提供web页面,通过MQTT(S)将数据发布到云端,利用Microsoft Azure认证的连接等。礼貌:AutomationDirect

图3:AutomationDirect BRX系列等现代plc提供了许多方法来实现安全的远程连接,例如直接提供web页面,通过MQTT(S)将数据发布到云端,利用Microsoft Azure认证的连接等。礼貌:AutomationDirect

移动体验

对于那些已经取得进展并实现了移动接入的终端用户来说,有一些积极的发现,但也有一些工作要做的迹象。调查显示,近20%的人认为移动功能完全符合他们的期望,但超过50%的人认为移动接入很好,但确实需要更多功能。另一方面,超过20%的移动用户发现体验严重不足。除了终端用户体验之外,超过20%的受访者认为移动设备难以配置和管理。

以下是终端用户在利用移动接入时发现的一些好处和改进领域,按调查中从多到少的顺序列出:

  • 警告和警报通知
  • 诊断和预防性维护
  • 过程改进
  • 质量控制
  • 能源效率
  • 生产预测。

一些用户表示,便利和灵活性是主要优势。移动提供了提供故障指示和关键性能指标(kpi)的潜力——无论运营商、维护人员和工程师在何时何地——但一些用户对他们公司的远程访问实现并不完全满意。

带着移动接入上路

调查显示,工业自动化领域顺应商业和消费趋势,正在逐步采用移动接入技术。与许多行业采用商业技术的案例一样,由于多重考虑,出现了滞后。这是意料之中的,因为工业系统在安全性和正常运行时间方面是关键任务,因此所有新技术都必须仔细审查安全性和性能。

幸运的是,有许多方法可以设计对新系统的安全远程访问或将其添加到现有设备中。关于安全性、性能和简单性的许多主要问题都得到了解决。用户可以选择合适的方法来满足他们的需求,并提供未来的可伸缩性。移动工业自动化接入将继续存在,所有迹象都表明,它今天正在创造价值,并将继续改善。

原始内容可以在设备工程


作者简介:Bill Dehner在他14年的工程生涯中花了大部分时间为石油和天然气,电力和包装处理行业设计和安装工业控制系统。他拥有美国空军航空电子副学士学位,目前在AutomationDirect工作,担任技术营销工程师。