plc电源工业数据集成
封面故事:可编程逻辑控制器(plc)最近获得了以前只有pc才能实现的功能，扩大了它们的作用，支持与企业的无缝数据集成。
学习目标
- P可编程逻辑控制器)，长期以来一直是操作技术(OT)领域，与PC服务器和云连接的信息技术(IT)世界融合。
- 传统的plc在网络安全方面并不出名，但目前的模型是为抵御外部威胁而设计的。
- 有多种PLC集成选项，包括基于TLS的MQTT、REST API和web服务器。
不久以前，工业自动化设备和系统的作用还比较直接。大多数现场设备和传感器相对“哑”，直接连接到控制器，控制器可能与操作员显示器交互，在极少数情况下，一些数据可能会流向更高级别的企业系统。今天的智能传感器、智能控制器和更有能力的通信在这个场景上得到了改进，最终用户正在寻找使企业主机系统能够访问有价值的字段级数据的最佳方法。
传感器、可编程逻辑控制器(plc)和人机界面(HMIs)的操作技术(OT)领域正在与PC服务器和云连接的信息技术(IT)世界融合。这些技术比以往任何时候都更加智能，有许多重叠的功能。这意味着用户在建造或升级工业自动化系统以提供集成数据方面有更多的选择。使用IT方法访问OT数据的应用程序通常被称为物联网(IoT)实现。
图1:将有价值的工厂数据发送到更高级别的运营、企业和远程云系统，传统上需要对许多硬件、软件和网络层进行麻烦的配置。礼貌:AutomationDirect
今天的一些plc正在加速终端用户从制造系统中提取数据并将其传输到企业系统的过程，以便用户可以就如何优化运营做出有信息的决策。it友好的增加使得以ot为中心的PLC平台更有效地优化运营。
昨日的PLC数据流挑战…
收集现场数据(更不用说连接到某个更高级别的主机系统了)在历史上涉及到几种类型的挑战。硬线传感器最容易连接到PLC，但将PLC信息发布到现场或基于云的系统需要仔细管理数据结构，并配置网络和通信协议。plc不支持与更智能的现场设备通信所需的所有工业协议，而且它们在与主机系统连接方面有局限性。从控制层到操作层，再到企业系统和云，在体系结构层次中导航是一个棘手的问题(图1)。
用户需要生成自定义的代码配置来选择、安排和管理数据。然后他们必须采取额外的步骤来处理扩展信息，如缩放、工程单元和标签描述。这可能涉及很多部分和工作:plc、网关、pc、软件包、网络配置和自定义代码。
即使数据连接可以拼凑在一起，也常常是以牺牲安全为代价。传统上，plc没有强有力的网络安全规定，特别是对于联网系统。
现在的PLC技术解决了这些问题
幸运的是，一些现代plc包含了克服这些挑战所需的所有元素，消除了从车间到云和企业获取数据的任务的复杂性。
plc已成为边缘自动化任务的可靠平台。一些供应商意识到，下一代基于ot的plc可以通过必要的it相关技术来有效集成数据，而不是创建一个只承担数据通信职责的新设备类别(图2)。
为了达到最好的效果，所有的数据集成元素都需要驻留在PLC产品中，为用户提供现成的体验。终端用户，尤其是IT领域的用户，也在寻找基于开源的技术，因为他们已经熟悉这种方法，而不是OT产品常见的专门环境。
图2:封面:下一代plc，如AutomationDirect BRX系列，从头构建OT和IT通信协议，以及必要的安全特性，以实现无缝数据集成。使用免费编程软件，用户可以配置BRX(带或不带经典I/O)，使其也充当数据网关。礼貌:AutomationDirect
捆绑数据集成协议的PLC连接ot和IT系统，并可以创建多种方式将新的和遗留的工厂车间设备连接到今天的企业系统。流行的串行和以太网OT协议包括ASCII、Modbus RTI K-Seq、Modbus TCP和Ethernet /IP (ODVA)。基本的IT协议包括SNTP DNS、MQTT、SMTP、SSL和web服务。
多种PLC集成选项
plc可以根据应用程序的需要启用流行的数据集成选项。
数据存储在PLC中，通过FTP转发
今天的plc拥有足够的内存，可以在本地记录数小时、数天或数周的数据，然后通过文件传输协议(FTP)将数据转发到网络或云连接的计算机上。这种存储和转发数据的形式对于批量事务是有效的，不需要接近实时，但是，它将要求用户配置PLC来聚合数据，并配置主机系统来解析数据。
Web服务器
有时，PLC只需要暴露有限的数据供用户只读、接近实时的远程查看。在这种情况下，一些plc包括内置的web服务器，使用户能够开发使用浏览器可见的数据和信息的HTML5显示。不需要其他额外的软件或许可。这种基本方法的一个缺点是需要将客户机连接到同一个网络上——或者通过防火墙和路由——并具有适当的访问权限。
MQTT在TLS
消息队列遥测传输(MQTT)协议已经成为plc到云通信的通用标准，原因有几个。虽然它提供了双向通信，但现场的PLC将会话作为出站消息发送到一个集中的代理，该代理可以在内部或更常见的云中。这有助于避免防火墙和IT管理问题。尽管MQTT可以在没有安全性的情况下实现，但最佳实践是使用标准传输层安全(TLS)网络协议执行通信，并使用MQTT中提供的其他安全特性。
MQTT通信处理速度很快，但具有足够的弹性，能够承受工业和边缘安装可能发生的网络中断。用户可以通过企业和/或移动客户端访问代理数据，或者他们可以实现云计算服务来直接连接plc来源的MQTT数据。
REST API
以上三种方式都要求用户在PLC上对源数据进行管理和配置。但是，如果PLC提供了表示状态传输(REST)应用程序编程接口(API)，那么外部客户端可以使用标准请求启动通信并访问驻留在PLC内存中的数据(图3)。
这种强大的功能使用户在未来更容易更改轮询数据标签，因为不需要在PLC中进行修改。客户端向PLC发送请求，PLC从其内存中收集必要的数据，并将数据组装成易于阅读和解析的JavaScript Object Notation (JSON)格式进行响应。消息传递通过来自客户端的HTTP请求进行，使用传统的和通常开放的IT端口，如端口80。然而，与web服务器选项一样，外部客户端必须在同一网络上，或允许通过任何防火墙。
图3:AutomationDirect BRX系列plc包括多个数据连接选项。REST API允许外部客户端(如操作计算服务的Node-RED)发起访问驻留在PLC内存中的数据的请求，只要提供了适当的安全凭据。礼貌:AutomationDirect
安全性必须是内置的
改进PLC数据连接选项的一个自然结果是，PLC更容易暴露给可能访问潜在有价值信息的不良参与者。因此，新的plc必须包括内置的安全特性，远远超出了以前几代所提供的功能。用户应留意:
- 默认情况下(即开箱即用)的plc不接受来自外部世界的请求
- 能够在机上存储用户名和密码凭据(由OT人员使用编程软件管理)
- 支持IP白名单控制哪些外部客户端可以与PLC通信
- 尽可能使用TLS进行安全通信。
通过正确的工具和安全性，用户可以选择创建安全的基于plc的数据连接。
现代plc的应用
许多IoT客户端是远程监控应用程序，需要接收某些数据项。有时，开发人员将配置以it为中心的编程工具，用于预处理、格式化、转换和配置数据，以供其他应用程序使用。
设计师可以使用能够支持这些类型连接的现代PLC构建新系统，或者他们可以在现有系统上实现这样的PLC，以增加物联网功能。使用这里描述的一种或多种方法可以轻松获取数据，因此开发人员可以将精力集中在宿主应用程序上。
例如，一个解决方案提供商开发了一个基于云的物联网应用程序，可以使用MQTT访问许多运行站点，如泵房。在可用的plc支持MQTT和其他方法之前，开发人员必须添加专用的通信网关(图4)。
图4:现代plc包括必要的协议和安全用户需要支持访问工业来源的数据，并将其与更高级别的计算系统集成。礼貌:AutomationDirect
plc是OT数据连接的未来
尽管过去的工业自动化产品在数据处理方面往往非常专业化，有些有限，但今天的OT数字设备的处理能力赋予了它们更大的能力。这些新功能旨在满足终端用户获取及时现场数据的需求，以支持企业层面的物联网和分析计划。
基于ot的PLC技术已经在该领域得到了很好的验证。plc的it友好协议和安全特性使其成为使用工业协议访问原始现场数据、将其处理为信息并安全地发布或传输到任何工业物联网客户端或外部计算平台的理想边缘设备。
达蒙普维斯PLC的产品经理在哪里AutomationDirect．由Chris Vavra编辑，网页内容经理，控制工程， CFE Media and Technology，cvavra@cfemedia.com．
更多的答案
关键词:可编程逻辑控制器，plc，操作技术
考虑一下这个
你们的工厂是如何将现代和传统的plc集成在工厂的地板上的?
