工业物联网快速便捷

如今，几乎每个行业都有一个强劲的趋势:首席执行官、首席技术官和其他高管都希望获得更多数据。工业企业正在考虑DataOps、数据流的开发以及在整个组织中持续使用数据。人们希望基于这些数据做出更好、更快的决策。

大规模捕获、共享和使用数据的关键是工业物联网(IIoT)。工业物联网有很多好处，但许多公司仍在努力采用正确的技术来实现这些好处。大多数实施工业物联网项目的公司使用专利技术组成的蜘蛛网，最终发现这个过程困难、昂贵且劳动密集型。结果他们经常失败。

然而，有一些工具可以使用开放标准，使工业物联网快速、容易地大规模实现。开放标准和可互操作的IIoT工具，包括消息队列遥测传输(MQTT)和Sparkplug B，可以在整个企业中提供从边缘到云的非专有的单一真相来源。

完整的数据也为机器学习(ML)和人工智能(AI)应用奠定了基础。一旦正确实施工业物联网，使用运营技术(OT)数据的用例几乎是无穷无尽的。

让我们深入探讨如何实施工业物联网来满足这些需求，并帮助组织在这个快速数字化转型的时代跟上竞争对手的步伐。

工业物联网并不难

工业企业是复杂的，有许多资产，工业自动化系统，云计算和企业系统。一些工厂连接良好，而另一些工厂仍在建设中。不同制造商之间有数百种复杂的工业协议，每种协议都有自己的语言，这为从OT到信息技术(IT)或云系统共享数据设置了障碍。

完成这种数据交换通常被称为弥合IT/OT差距，但大多数制造商在这方面做得不是很好。公司往往会不知所措，因为市场上有数百种工具可以解决这些复杂问题。从操作系统解决方案上的专有工具和编码转向开放标准技术并不难，但确实需要思想上的转变。

大多数公司认为数字化转型将是昂贵的，需要拆卸和更换硬件、软件、控制系统等。事实上，MQTT消息传递协议可以在现有技术的基础上实现，以解耦数据，并允许数据以一对多的方式流向企业应用程序。开源Sparkplug B规范添加了一些功能，以帮助数据上下文化，以扩展IIoT用例。

以下是组织如何在现有系统之上使用这些开放标准实现工业物联网，而不需要撕裂和替换，也不需要在这个过程中花费大量时间和金钱。

MQTT和Sparkplug B支持工业通信集成

为OT数据建立单一的真实来源是重要的一步。一旦完成这一点，从预测维护到人工智能的任何工业物联网用例都可以实现。MQTT和Sparkplug B提供了这种机制。

首先，工业物联网需要一个平台或机制来连接到车间系统。正确的监控和数据采集(SCADA)或IIoT平台可以连接来自任意数量的站点、现场和OT资产所在的任何地方的资产，以发布来自边缘的数据。MQTT是一种数据传输协议，旨在将数据从多个站点的数千个设备推送到工业和商业应用程序。火花塞B为数据添加上下文以扩展用例。

感应自动化销售工程联合总监Travis Cox表示:“你需要一个基于开放标准的工业物联网平台，拥有无限的许可，并提供DataOps管道，以实现真正的大规模数字化转型。”利用MQTT，您可以轻松地将设备与应用程序分离，将数据传输到更多的地方，并避免将SCADA变成中间件。”

MQTT是一种轻量级的发布/订阅消息传递协议，专为受限设备和低带宽、高延迟或不可靠的网络设计。MQTT提供了一种连接到现有基础设施、创建标准数据层并将数据推向任何云或企业系统的方法。公司可以创建一个易于管理的、低成本的工业物联网概念验证，并在不需要大量编程或专业知识的情况下进行扩展。

MQTT的价值在于实现IIoT，它将设备和应用程序分离，并为多个数据消费者建立单一的真实来源。公司可以简化他们的数据管道，以获得更多的数据，然后在整个企业中共享。

Sparkplug B实现数据互操作性的三种方式

虽然MQTT为交付IIoT数据提供了一个优秀且可信的引擎，但它并没有使数据在整个企业内可互操作。这就是火花塞B的用武之地。

Sparkplug是一个开源软件规范，它为MQTT客户端提供了一个集成数据的框架。该规范明确了三个目标:

1. 定义一个为IIoT优化的MQTT主题命名空间
2. 定义MQTT状态管理以利用连续会话感知
3. 定义MQTT有效负载。

Sparkplug使互操作性快速、安全，并且是开放标准的，因此任何人都可以使用该框架。设备制造商开始支持火花塞，这意味着它内置在OT楼层的设备上。

具有MQTT和Sparkplug B的SCADA平台可以节省时间和金钱，原因有几个。首先，这些工具是免费和开放标准的。其次，资产是自动发现的，标签是自动学习的，这使得扩展变得容易。使用MQTT和Sparkplug B实现IIoT项目不需要全新的基础设施来实现从OT到IT的持续数据流。

MQTT和Sparkplug B为油气服务提供商节省了时间

NGL Energy Partners是一家中游油气公司，为生产商和最终用户提供多种服务，包括原油运输、储存、混合和营销。为了提高运营效率和创收能力，NGL启动了一个项目，为其盐水处理设施创建新的SCADA系统。结果是在8个月内使用MQTT和Sparkplug B创建了一个智能油田，包括114个水处理和处理设施，178个管道连接，31个助推器和大约125万个标签。

MQTT有助于处理NGL的两个关键问题:远程位置和有限的带宽。

“MQTT是这个项目的关键部分，”为NGL开发SCADA系统的Cox说。MQTT在边缘进行发布/订阅的能力对NGL来说非常有价值。MQTT降低的带宽要求使我们能够使用蜂窝调制解调器进行大多数边缘通信，这在传统的轮询中是很难做到的。”

火花塞B也节省了很多时间。对于114个站点和超过100万个标签，系统集成商无法在远程站点和前端花费大量时间配置标签。使用Sparkplug，他们可以在字段中定义标记，并在网关处自动发布和发现这些标记，从而为NGL提供一个真实的单一来源。

MQTT帮助石油和天然气中游公司

ARB Midstream总部位于丹佛，为原油、精炼产品和液化石油气提供中游和营销解决方案。ARB需要在六个月内为一条有37个站点的石油管道建立一个SCADA系统，同时进行硬件升级，创建一个新网络，并从零开始建造一个控制室。

作为项目的一部分，ARB在一些偏远地点更换了一些旧的VSAT设备和蜂窝设备，这导致它使用MQTT。MQTT帮助ARB快速实现了一个安全、经济、可扩展的基础设施。

MQTT使用很少的带宽并通过异常报告，这比传统轮询有很大的改进。

考克斯说:“第一天，ARB发现数据平面利用率有35%的差异，因为他们没有发送不需要发送的标签。”

在这个项目中，薄弱的蜂窝网络意味着即使是基本的通信也很难通过。使用轻量级MQTT协议，数据可以非常快速地生成到云中。

工业物联网战略必须实现数据洞察

未来将包括工业物联网和开放标准。如果公司不走这条路，他们就会被甩在后面。一个完整的工业物联网战略必须通过数据标准化和与各种数据消费者(从云服务到AI和ML应用程序)的轻松集成来实现整个企业的数据洞察。失败的项目通常基于特定于一个用例的私有协议，结果是不可扩展的。

MQTT和Sparkplug B等开源工具允许组织以一种具有成本效益、可重复、可互操作、快速和安全的方式在现场或工厂中启用工业物联网。MQTT允许使用OT数据来弥合IT/OT之间的差距，Sparkplug B提供上下文信息，使DataOps团队能够获得洞察力，从而提高生产力和洞察力。

阿伦尼珀的总裁兼首席技术官是Cirrus Link解决方案．由网页内容经理克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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