云中的RFID


作者:Markus Weinländer 日期:2017/10/18 来源:MM《现代制造》

西门子公司研发生产的Sinatic RF600能够在统一构架OPC UA的帮助下集成到不同的目标系统中去

如果仔细看过数字化工厂的情况,我们都清楚的知道。这里可以分成三大类别。其中的一种是端到端的数据流动过程,它表示的是:产品设计时的数据也可以在生产加工过程中使用。例如导出控制程序。这样可以把一个采集、开发对象的不同可能性汇总在统一的数据模块中,从而方便以后的更改、有助于避免发生错误,并能够明显的缩短工期,包括缩短产品引进的时间。灵活的自动化技术解决了灵活性和自动化之间的矛盾,从而能够在同一台自动化设备上生产加工尽可能多的不同产品。自动生产加工方法,例如3D打印技术就是这一领域中的一种新型自动化生产加工技术方法,它通过整个生产过程中的数据采集、汇总和集成提供了新的技术服务可能性。

所有对象都在网络之中

将所有对象都放在网络中的目的是创建所有相关对象的数字化图像、图形 这里的相关对象包括了所有需要跟踪、检查、发现和监控的内容,从最简单的托盘到工厂的实际产品。在工业物联网(IIoT)中所有的对象都具有相互通讯的可能性,而RFID射频系统则是保证IT系统中数字化图像、图形与工厂和仓库中对象同步通讯必不可少的:不是每一个‘物体’都要通过WLAN或者以太网才能使用,利用RFID射频技术也能够实现就地、实时和一致性的数据采集。

数字化工厂的数据通讯主要是垂直(同一层次中的不同对象)和水平(不同层次之间)的数据通讯。因此,在数字化工厂中就解决了迄今为止生产组织过程过于僵硬、不够灵活的问题(例如通过移动式的自主机器人)。作为数据分析、数字化技术服务信息源的数据集成能够实现水平层次中的数据通讯。例如为了从预防性维护保养工作中获得新的认识就必须要有很大的数据密度:从设计到工程项目开始、生产加工过程中的质量数据直至机床设备中使用的传感器所采集的数据,这些数据都要传送给云系统。

必须是正确的通讯

作为上述构想的必要基础,通讯基础设施必须满足不同的要求。一方面是通讯基础设施的性能,例如今天的工业物联网已经非常出色的开放标准利用、可用性、服务质量和安全性。另一方面,为实现基于数据的技术服务或者实现所有层次中要求的更高透明度就必须要实现办公网络与生产网络之间的IT系统相互连接,其中,虽然通过安全保护措施确保了生产网络的安全可靠性,但仍然可以通过登录访问系统的所有层次、仪器设备和组件。因此,网络拓扑提供了不同的查询对应的聚集级别、引进了工厂主干;而工厂主干的引进一方面能够实现各个机床之间仪器设备的快速通讯,另一方面也能更加高效的把办公网络联系在一起,保证了不同的分区域。

为了满足数字化工厂设定的目标,使用常规的网络拓扑技术是不行的。所需要的通信技术协议必须是开放的、标准的通讯技术协议,能够提供足够的语义信息并具有翻译的可能性,要易于扩展、维护,在各种应用中都有很高的安全性以及对数据存储和使用的微处理器提出的要求最小,可以安装在小型的仪器之中。

而能够满足这些要求的就是OPC基金会的统一架构(OPC UA)。最重要的是:OPC UA不仅仅涉及到某种通信技术协议,而且也是一个完整的构架。除了传输定义的信息之外,还有适合于不同仪器设备和软件生产厂家的软件堆栈以及系统集成的工程工具。除了传递数据值之外,OPC UA也能在不同的通讯仪器、设备之间传送语义信息。由于这一架构是面向对象的,因此传送的语义信息始终是对象目标的文本格式不是只有一种‘合适的’识别码,而是根据整个对象的属性,通过网络调用函数的功能也允许在一定程度上控制通讯伙伴。作为点对点通讯或者信息代理,事件也可以得到云连接的支持。系统的安全可靠性也会通过合适的保护机制而得到保障。

不同的工业协会都与OPC基金会一起就不同应用软件的具体应用对所谓的‘伴随规格’进行了研究。这些辅助格式、类型是对现有OPC UA技术规范的有力补充和完善。例如,RFID射频识别技术设备工业协会AIM和OPC基金会一起研发的AutoID就是最好的实例。