工业4.0时代：数字工厂的定义、组成及其在智能化生产中的关键作用

随着技术的快速发展，我们进入了工业1.0时代的工业4.0时代。在工业4.0时代，由于需求的迅速变化和劳动力成本的迅速变化，企业需要通过建立数字工厂来实现，处理和分析 - 设备设备数据，并根据数据分析结果制定生产策略智能生产。那么，什么是数字工厂？

数字工厂在计算机虚拟环境中模拟，评估和优化整个生产过程，并进一步扩展到整个产品生命周期的新生产组织方法。部分。设备层中的传感器，智能仪器和其他设备负责提供生产数据，为制定制定层制定生产策略提供数据源；设备层中的PLC和其他控制器负责执行由决策层和执行层分发的生产计划。控制。执行层中的SCADA系统负责收集和监视设备层数据，MES系统负责整个工厂的生产管理和计划执行。决策层中的仿真系统和ERP系统负责基于分析和优化生产数据制定生产策略。

在数字工厂中，为了实现企业的智能生产，设备层提供的数据源通常会模拟到工厂的整个生产过程中，并且结果将被馈回相关系统以验证其可行性，然后优化工厂生产过程。协助决策者制定最佳生产策略。因此，设备层数据的收集对于数字工厂至关重要。

物联网数据收集问题问题

在数字工厂的建设过程中，通常有必要在物联网技术的工厂中收集设备数据，并将这些数据数据收集到终端，从而实现整个工厂的互连数据。但是，由于我国的工业数据的发展仍处于起步阶段，因此工厂中仍然有许多信息岛，这使得工厂物联网数据的收集非常困难。其中，有几个主要问题：

1协议多样性

由于场景的实际需求和后来的生产线的升级，客户通常需要从西门子，三菱和Omron等不同品牌购买PLC，以及支持Modbus，OPC DA，OPC等不同协议的传感器设备UA确保生产的正常运行。设备协议的多样性使On -Site设备之间的连接还不够近，这又增加了ON -Site数据的互连的困难。

2旧设备数据的集合

随着行业4.0的快速发展和技术的快速发展，越来越多的新技术逐渐应用于工业场景。为了确保市场的竞争力，企业将不可避免地需要消除一些旧设备，并引入一些新设备以实现生产线的升级。在升级过程中，如果继续旧设备，它将为企业带来额外的维护成本；如果直接消除了旧设备，则该公司将面临巨额的费用和折旧成本；然后，由于旧设备与旧设备之间的一致性之间的不兼容，新的和旧设备无法进行数据交互，企业很难实现数据的整体管理。

3 OT，是融合

在OT字段中，ON -Site设备支持的大多数协议是工业协议，例如Modbus，OPC，Profibus，Ethercat。但是，在IT字段中，IoT平台和云平台等平台支持HTTP，MQTT和其他协议。该协议的不一致使企业难以实现OT和IT。

各种数据的收集解决方案

为了解决IoT数据收集的问题，Hongke提供了一系列数据收集解决方案，以帮助用户实现工厂设备互连和信息共享有效，快速和可靠。

01 PLC和传感器数据收集

面对ON -Site PLC和传感器，例如各种协议类型，如何从这些设备中收集数据并从管理终端收敛？彩虹多功能物联网HMI/Gateway可帮助您实现 - 位置PLC和传感器的数据收集和传输。

在数据采集和传输方面，Rainbow HMI/Gateway支持200多个通信协议，包括主流PLC协议和 - 点总线协议。它同时支持8个通信协议，并最多支持1000万个数据点，以帮助用户最大化网站上收集各种类型的设备数据；支持MQTT和OPC UA（客户端和服务器）协议，以实现PLC和传感器以及云平台，IoT平台和SCADA之间的数据交互；支持MySQL，PostgreSQL，Mariadb和ODBC驱动程序。数据库实现数据存储和整体管理。

在数据可视化和远程监视方面，彩虹HMI/网关预设了2000多个现代风格控制，支持趋势，警报，公式，报告和时间表，以帮助用户实现视觉接口的绘制；构建-In Web，VNC，,, vnc ,,,,,,,,,,,，用户通过Web浏览器和VNC客户端等工具实现对可视化接口的远程监视。

在设备控制方面，Hongke HMI/Gateway集成了Codesys PLC运行时。通过扩展I/O模块和通信模块以实现软PLC功能，以帮助用户实现对设备的逻辑控制。

在边际计算方面，彩虹HMI/网关支持JavaScript脚本写作，预设富功能库，以帮助用户实现KPI和OEE分析。

Rainbow HMI HMI不仅是HMI，而且是数据收集和传输，数据可视化，边缘计算和软PLC的集合。它的HMI具有物联网网关的功能。同时，彩虹FMB网关还具有HMI屏幕，可为客户提供全面，可靠和成本效益的物联网解决方案。

02 OPC数据收集

在1990年代，传统OPC通信技术的诞生建立了一套开放式接口，属性和方法标准，用于不同制造商的工业设备通信，从而实现了不同协议设备与上部机器之间的通信。尽管OPC UA的发展迅速，但传统的OPC技术正在逐渐消除，但是仍然有许多设备支持网站上传统的OPC技术来收集和存储其数据。为此，Hongke提供了一种解决方案，该解决方案收集OPC数据并存储到数据库-OPC Easy Archiver软件中。总体软件体系结构如下图所示。

在数据收集方面，Hongke OPC Easy Archiver支持OPC DA，OPC HDA和OPC AE规格，从而帮助用户在ON -Site设备中收集真实的时间和历史数据； OPC服务器可帮助用户实现多设备的数据收集。

在数据存储方面，Hongke OPC Easy Archiver支持MySQL，SQL Server，Oracle，PostgreSQL以及ODBC和OLEDB驱动器数据库，以满足客户数据存储的最大程度；支持OPC服务器和数据库之间的两个 - 通道数据传输。并支持网络中断后的重建和数据恢复，以防止由于通信故障而导致的数据丢失。

在数据管理方面，Hongke OPC Easy Archiver支持用户定义的规则，实现关键标签以及监视OPC服务器和数据库通信状态，并支持邮件通知，数值覆盖范围以及软件服务的开始和停止。应用程序中的多元化需求。

通过Rainbow OPC Easy Archiver软件，用户可以收集和存储当场支持OPC协议设备的数据，为随后的数据分析和处理奠定了坚实的基础，以及对整个位置设备的数据协调管理。

03 OPC UA数据收集

传统的OPC通信是基于Windows系统的COM/DCOM技术。它不能应用于Linux系统，并且存在某些局限性。此外，在通信之前，OPC客户端和服务器需要执行复杂的DCOM配置，并且通信很容易受其他应用程序的影响，从而使通信不稳定。对于传统OPC的问题，OPC基金会开发了新一代的OPC技术-OPC UA。随着OPC UA技术的快速发展，越来越多的实时设备支持OPC UA，并且大量OPC UA数据正在不断生成。为了安全有效地存储，检索和管理OPC UA数据，越来越多的企业使用数据库存储数据，然后实现OPC UA数据的有效存储和管理。为此，Hongke提供了一种解决方案，该解决方案将OPC UA数据收集并存储到数据库-ogamma Visual Logger的OPC软件（以下称为OVL）。总体软件体系结构如下图所示。

在软件部署方面，Hongke OVL软件支持Windows，Linux，Docker，Raspberry Pi和Azure IoT Edge的部署，它们可以满足不同客户的软件部署需求。

在数据收集方面，同时由Hongke OVL软件连接的OPC UA服务器数量是无限的。同时，同时收集的OPC UA变量数量是无限的，可以达到每秒300,000点的收集。 OPC UA服务器数据收集。对于支持传统OPC的设备，您可以使用Hongke OPC UA包装软件来实现传统OPC和OPC UA的转换；对于不支持传统OPC且不支持OPC UA的设备，您可以使用Rainbow OPC UA SDK使用集成到设备中的OPC UA函数，然后通过OPC UA收集ON -Site设备数据。

在数据存储方面，Hongke OVL软件支持传统的关系数据库，例如MySQL，PostgreSQL，SQL Server，InfluxDB，TimesCaleDB，Kafka，Kafka和其他时间序列数据库以及Microsoft，Microsoft，例如Microsoft，Amazon，Google，以满足各种需求客户存储数据。本质

通过Hongke OVL软件，用户可以快速完成项目配置，完成其他协议设备的ON -Site OPC UA服务器设备以及数据收集和存储支持，并为后续数据处理和分析提供数据源。

用户案例

01 SIEMENS/GE/ANANUAN PLC数据上传到IoT平台

客户拥有来自西门子，GE和Aichuan等各个品牌的PLC。客户希望将这些PLC数据上传到客户自己开发通过MQTT协议开发的IoT平台，然后实现对状态参数的远程监视。考虑到客户的实际需求，我们建议客户使用Rainbow HMI/Gateway功能-Rainbow PC运行时使用软件解决方案。在X86设备中，原始的X86设备IoT HMI/Gateway功能迅速提供了原始的X86设备，以实现数据收集和传输。

通过支持Rainbow Jmobile Studio配置软件，客户已经完成了PLC协议和标签参数配置，以及MQTT数据聚合策略和推动策略的配方，实现了ON -Site -Site PLC数据的数据交互，并实现了IOT PLAPTION的数据交互。

02配置king opc服务器数据存储子-Control数据库

客户的上部机器配备了配置王软件，并且已配置了OPC服务器功能。客户希望将OPC服务器数据存储到Sub -Control数据库中。考虑到客户的实际需求，我们建议客户使用Hongke OPC Easy Archiver软件。

客户首先在软件上添加配置king opc服务器，然后通过ODBC或OLEDB驱动程序连接到客户的子控制数据库，并最大程度地介绍数据库表，并最终将配置king opc服务器数据与Sub -Control数据库联系起来。软件配置很容易开始，并提供详细的说明文档，以帮助客户尽快实施软件功能。

03多个UA服务器数据存储PostgreSQL数据库

客户有数十个OPC UA设备。现在，他们想收集这些设备数据，并将它们存储在存储在工业控制机中的PostgreSQL数据库中。同时，可以通过Grafana软件可视化数据库数据。考虑到客户的实际需求，我们建议客户使用Hongke OVL软件。

通过软件提供的Web配置界面以及我们提供的详细操作文档，客户迅速完成了OPC UA服务器及其数据变量之间的连接，Rainbow OVL软件和PostgreSQL数据库以及Grafana软件和GrafaNa软件之间的连接PostgreSQL数据库，以实现现场数十个OPC UA设备的收集，存储和可视化。

总结

通过Hongke提供的一系列物联网数据收集解决方案，它不仅可以解决由On -Site设备协议的多样性异质性以及新的和旧设备协议的不兼容所致的信息岛问题。 ，使其数据和OT的数据成为可能，然后帮助用户实现数字工厂中物联网设备的数据收集，并促进数字工厂的构建和企业的智能生产。