流动性

通过定制应用程序移动访问生产数据

定制应用程序可以帮助行业组织管理现场设备,降低整体运营和维护成本。

Vivek Hajarnavis博士著 2021年5月6日
礼貌:FDT集团

工业组织必须找到有效管理现场设备并减少整体运营和维护成本的方法。他们需要监控关键资产的状态,在实时仪表板上查看设备运行状况分析,并根据预测洞察力自动化动作。

经验表明,易于定制的应用程序有助于连接,通知和赋予工业劳动力,以便做出更好的决策。自动化利益相关者可以利用许多第三方软件开发人员工具包,并应用OPC统一架构(UA)来创建利用FDT 3.0 IIOT服务器(FITS)应用程序中可用数据的应用程序。

协同进化促进了数字转型

自2014年以来,FDT集团和OPC基金会合作,在整个工业企业提供更多的关键信息。FDT标准是现场安装的数千万支持设备类型管理器(FDT/DTM)的设备的实时信息中心,而OPC UA标准提供了一个基础设施,使数以千计的企业应用程序和平台可以使用这些信息。

FDT方法的另一个强度是它对自动化架构中的不同网络照顾,并提出了现场设备的共同模型。否则,用户需要访问可编程逻辑控制器(PLC)或分布式控制系统(DCS)以将网络和设备信息和地图标记映射到OPC UA。使用FDT 3.0解决方案,FDT服务器位于PLC或DCS的对等级,并直接访问所有已安装的设备,而无需进行干预或更改控制环境。

通常,这种架构的灵活性通过内置FDT 3.0 OPC UA信息模型中的数据协调实现,允许使用各种总线协议和网络访问来自不同供应商的所有设备,以跨整个网络层次进行通信。FDT服务器提供OPC UA接口,通过服务器、客户端和移动设备(包括应用程序)之间的加密连接,实现数据在企业内网或互联网上的安全传输。

图1:FDT/OPC UA信息模型。礼貌:FDT集团

图1:FDT/OPC UA信息模型。礼貌:FDT集团

Next-Gen FDT / OPC UA IIOT Ecosystem协助开发人员

FDT 3.0/OPC UA IIoT生态系统由FDT服务器和dtm组成,提供通用设备集成和以数据为中心的平台,通过现代化和多样化的部署选项调动行业劳动力,包括云、企业、边缘、内部和单用户桌面环境。

在FITS架构中,独立于平台的FDT服务器作为关键的工业物联网(IIoT)枢纽,为智能企业提供支持。它构建在管理所有设备DTM实例的应用程序业务逻辑之上。FDT服务器包括一个web服务门户,允许从经过身份验证的移动设备或任何主要浏览器进行访问,以及一个OPC UA接口,用于信息技术/运营技术(IT/OT)汇聚和流程、混合和离散自动化领域的企业访问。

图2:FDT 3.0 IIoT服务器(FITS)分布式平台。礼貌:FDT集团

图2:FDT 3.0 IIoT服务器(FITS)分布式平台。礼貌:FDT集团

FDT 3.0标准的一个关键特性是,所有FDT服务器和DTMs无需额外的工作或编码就能自动提供完整的OPC UA支持。这意味着任何授权的OPC UA客户端都可以浏览FDT服务器中的项目结构,以定位特定于设备的实时信息。现场工厂数据可以很容易地集成到应用程序、仪表板和制造执行系统中,而不需要接触DCS或PLC配置。

用户可以通过FDT服务器公共组件开发人员工具包中的内置的、完全“有线”的OPC UA服务器访问这些信息。DTM通用组件也是如此,因为OPC UA对DTM是自动启用的。在这两种情况下都不需要额外的编码或工作。

作为FDT 3.0解决方案的一部分,将dms提供的信息标准集成到FDT/OPC UA信息模型中,优化了先进的设备诊断、配置和远程资产管理。这种信息模型增强了对网络和设备的管理,通过允许访问数据而不需要特定于协议的处理来帮助优化企业,并为广泛的设备提供支持。

OPC UA应用程序为设备数据增添了灵活性

第三方开发人员已经开始开发工具包来编写应用程序,通过在移动设备上提供特定设备的实时数据,帮助IT和OT工作人员更有效地工作。OPC UA的强大功能可用于利用新的FDT 3.0 IIoT服务器构建广泛的定制应用程序。

由于FDT 3.0架构的多功能性,任何人都可以根据可用的诊断数据创建定制应用程序,以满足他们的需求 - 无论是定制的关键性能指标(KPI)仪表板或应用程序定制的应用程序。这些应用提供了一种新模型,可通过FDT 3.0架构的灵活性提供生产数据的自定义视图。

由于实现了FDT的OPC UA配套规范,FDT 3.0应用程序可以通过任何授权的OPC UA客户端访问设备DTM接口数据。这允许在OPC UA用于数据交换或执行特定于设备的功能的应用程序中集成dtd。

自动化供应商和终端用户可以开发定制的应用程序来访问FDT 3.0服务器环境中的设备数据。第三方工具包可用于各种平台和语言,使开发团队不必成为OPC UA架构的专家,并消除了创建OPC UA客户端的繁琐步骤。相反,开发人员可以专注于定制方面,包括获取和显示他们的数据。

自定义应用程序的开发涵盖了在生产运营,资产监测和设备维护方面的广泛用例。例如,对于与本机OPC UA Server集成的FDT服务器解决方案,可以创建远程资产监视应用程序,以监视不同网络上的现场设备的运行状况,并如果存在需要立即关注的异常条件,请提醒技术人员。

开发人员还可以为制造设备创建性能仪表板应用程序,这些设备使用OPC UA获取相关OT和生产数据。在IT方面,OT系统提供的实时数据允许创建基于kpi的定制报告,以帮助管理层更好地评估运营生产率、标准遵从性等。

通信模型可实现实时数据访问

得益于FDT/OPC UA信息模型,用户可以访问实时数据,从而做出更好的实时决策。数据在信息模型中得到协调,并以逻辑的、定义的和统一的方式呈现。即使是特定于设备的信息也以标准化的方式提供,同时仍然可以根据单个应用程序需求进行定制。所有客户端用户的信息查找都是一样的,即使设备可能有很大的不同。FITS体系结构得益于客户机-服务器和发布-订阅(PubSub)通信模型方法。用户可以灵活地选择最适合自己需求的方法。

客户端服务器

FDT 3.0 OPC UA服务器支持OPC UA客户端与通用客户端应用程序之间基于客户端-服务器的请求-响应通信机制。此方法通过服务提供了完整的信息模型访问,在此过程中遵循面向服务的体系结构(SOA)的设计范例,服务提供者在其中接收请求、处理它们并将结果与响应一起发送回来。

发布 - 订阅(PUBSUB)

未来,发布-订阅(PubSub)通信模型将在FDT 3.0中提供数据和事件通知的替代机制。虽然在客户机-服务器通信中,每个通知都是针对单个客户机的,且交付有保证,但PubSub已针对仅更改的一对多配置进行了优化。PubSub方法对于安全的多播、一对多发布、机器对机器通信、动态网络关系和许多其他场景至关重要。

在服务器上启用PubSub通信可以减少资产运行状况监视应用程序和服务器应用程序之间的通信流量,从而提高性能,并使解决方案能够根据IIoT需求进行扩展。远程监控应用程序将能够使用AMQP和MQTT等桥接协议实时监控不同网络上的资产运行状况。

灵活的架构优点自动化

从广泛的角度来看,全球自动化社区将受益于新的FDT 3.0 (FITS)体系结构的灵活性,该体系结构支持工业制造中的IT和OT世界的生产数据定制,即使这些领域有不同的兴趣和需求。FITS解决方案优化了不同自动化系统和设备的连接,提供了跨越当前和新兴标准的完整互操作性,并支持业务信息和工厂运营技术的融合。最重要的是,增强的FDT 3.0架构是可伸缩的,可以满足单个制造设施或整个工业企业的需求。

图3:FDT设备DTM接口和设备特定功能。礼貌:FDT集团

图3:FDT设备DTM接口和设备特定功能。礼貌:FDT集团

自动化供应商和最终用户可以利用正在进行的FDT技术进步,以编写自定义应用程序,该应用程序利用FDT 3.0 OPC UA服务器中提供的丰富数据。应用程序开发和测试目的所需的所有工具包,信息和演示都公开可供有关利益相关者使用。

对于自动化供应商,FDT 3.0解决方案建立了一种架构,使得可以轻松提供可用于与服务工具集成的DTM以及使用有关供应商设备的准确信息创建数字双胞胎的DTM。

通过建立设备数据的单一访问点,FDT IIoT生态系统为工厂或工厂生产系统中的不同服务和运营用例提供了全面和一致的信息源。

本文最初出现在FDT集团的网站FDT集团是CFE媒体内容合作伙伴。由Chris Vavra,Web Content Manager编辑,控制工程,CFE媒体和技术,cvavra@cfemedia.com.


Vivek Hajarnavis博士
作者简介:Vivek Hajarnavis博士,技术营销,FDT集团