若是你是不熟悉工业自动化领域的专业人士，又或者是从IT或其余背景进入到操做技术（OT）领域的相关人士，那么我相信你不会后悔读到这篇文章。数据库
咱们都想作到智能化生产，想将MES系统，APS系统应用到生产过程当中，可是在开始这些工做以前必需要作到的就是如何让这些生产设备或者系统进行数据通讯。安全
【慧都MES系统是15年技术沉淀及创新研发的重要成果，旨在助力制造企业作到更加精益化，敏捷化和智能化的转型升级。】服务器
工业集成的共同挑战之一是不一样品牌或制造商的控制设备（PLC，DCS，驱动器，RTU，智能传感器）之间的通讯。虽然大多数控制设备都有通讯方法，而且一些行业标准也会对此有所帮助，但它们之间并不必定都是使用相同的方法或协议来进行通讯，即便它们都具备相同的串行接口或以太网布线，通讯协议的差别也会阻止它们传递信息。若是有人给你打电话，但你不会说对方的语言，这就是一样的问题。架构
虽然咱们人类可以克服语言上的差别，但机器间的通讯未必。地址或数据格式化方面的细微差异足以形成通讯失败。那么咱们如何克服这一挑战呢？ide
其实能够经过多种不一样的方式克服来自将不一样制造商的硬件链接在一块儿的挑战。在过去，I / O的硬接线或通用协议的内部编码是惟一的方法。可是随着自动化硬件的发展，则能够为不一样品牌提供称为硬件网关的特殊通讯单元，以便在没有硬接线或内部编码所需的专业或时间和精力的状况下传递更加复杂的信息。函数
然而，硬件网关面临的挑战之一就是，并不是全部品牌都支持，你可能须要为须要链接的各个不一样控制系统去使用不一样的模块。若是涉及到冗余系统，其复杂性和成本都会上升。 即便是在模块到模块通讯的状况下，仍然须要在控制器级别去处理数据转换或数学操做，而且还须要特定的控制知识。性能
硬件网关试图在控制级别去彻底解决通讯问题，但在许多状况下，这一挑战其实也能够经过从PC到硬件通讯来解决。SCADA和HMI长期以来一直使用链接到不一样控制系统和设备的方法。大数据
自1995年以来，独立于供应商的行业组织OPC基金会颁布了OPC标准，做为帮助应对这些挑战的通用通讯方法。编码
OPC标准就是旨在提供软件应用程序之间通讯的通用方法。OPC服务器软件经过其本地协议与PLC或设备进行通讯，并将该消息转换为由独立于供应商的OPC规范所定义的标准格式，而后可由任何OPC客户端进行读取。只需将OPC服务器视为软件应用程序，将不一样的设备协议转换为HMI / SCADA或须要数据的任何其余客户端应用程序能够理解的通用语言便可。spa
OPC统一架构（OPC UA）标准是第一个OPC标准的演变，它提供了将标准通讯接口嵌入到控制硬件中的方法，以下图所示。虽然一些PLC品牌的某些硬件具备OPC UA接口模块，可是更多制造商须要时间来开发这些单元，而且可能会或可能不会去考虑这些遗留系统。即便OPC UA模块可用于控制系统，控制器机架中也必需要有可用的插槽，CPU也必须支持更新的硬件，而且可能须要停机来安装和实施硬件。
此外，还必须考虑来自客户端应用程序的额外通讯负载对OPC UA模块的数据以及控制器CPU的影响。控制器的主要做用是控制过程，通讯需求必须知足这些要求。在具备多个客户端应用程序与具备嵌入式OPC UA服务器的单个控制器通讯的应用程序中，这种对通讯的控制优先级将减缓通讯，这就是为何基于软件的OPC UA服务器能够在保证通讯流量不会复制到控制器的同时，还能使用来为多个客户端提供服务的缘由。
经过使用OPC服务器你会发现，不管是嵌入在设备中仍是做为独立软件，能够进行互连的品牌和设备都包含了该领域的绝大多数硬件，因此能够说它几乎适用于全部行业。
系统集成商长期以来一直都使用OPC服务器和HMI经过HMI或SCADA系统移动数据来链接系统之间的标签数据。它们将HMI配置为从一个设备中读取数据，也能够在屏幕上显示，而后将其写入其余设备。这样，操做员能够在须要进行流程理解和故障排除时更深刻地了解系统之间交换的信息。
可是，在HMI或SCADA系统级别执行此类标签或地址连接也存在着缺点。经过脚本处理的设备之间的大数据传输或高速传输可能会影响HMI或SCADA性能。 相反，频繁的操做员交互会下降脚本中处理数据传输的性能，由于毕竟操做员交互是应用程序的第一优先级。HMI或SCADA中的标签连接可能还须要复杂的脚本，或者须要使用可能增长HMI或SCADA软件许可证成本的其余标签或项目。
在标签连接须要不到1秒更新速率的状况下，连接SCADA / HMI中标签引入的额外延迟则意味着硬链接或专业链接软件仍然是惟一可用的实用方法。根据控制器及其通讯链接的响应程度，很是可能在专用软件中进行第二标签连接。若是你须要更快地进行标签传输，咱们建议你使用更加专业的连接软件或者和咱们的应用工程师交谈来帮助你评估场景中的变量以便肯定最佳解决方案。
已经开发了专用连接或“桥接”软件做为处理控制系统之间的这种数据交换的方法，可是处理较低级别的传输，更靠近须要共享信息的设备。
这些专业的软件包提供了将数据传输过程与HMI / SCADA系统隔离的优势，但仍然容许在HMI / SCADA系统中可以访问和控制数据以进行显示和交互。
根据所选特定软件的功能，它能够经过限制OPC服务器之间单向传输数据来提供额外的安全性，防止意外的过程变量更改。使用专用软件处理数据传输使其可以在数据传输期间处理数据类型转换或数学函数- 无需HMI或SCADA软件包上的任何交互或额外负载。
经过此专业软件在后台而不是HMI / SCADA系统中能够处理比人机交互一般所需的更高的更新速率。虽然上图显示了在单独的计算机上运行的桥接应用程序，但这并不必定是必要的。根据你的HMI / SCADA硬件和应用程序要求，你能够在同一台计算机上运行这两个应用程序，并仍然能够得到此处讨论的好处。这可以让操做员界面更好地执行，是由于它没有使用处理能力来运行复杂的脚本。
随着集成的需求愈来愈复杂，因此才会有这些专业的产品出现，如今你不只能够找到可以在OPC服务器之间传输数据的产品，并且还能够找到在OPC客户端之间传输数据的产品，而且还可以轻松实现数据库与文本文件甚至是视频之间的数据传输。
这些产品大多易于使用，只须要不多的培训和认证即可以上手。对于才进入该领域或者没有经历过这些细节的人可能会认为通讯很难的。
可是事实是，一旦你了解了这些细节，你就会以为设备通讯实际上是很是合乎逻辑和易懂的。