PLC是制造智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的先行官

實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0、智慧工廠和智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，必須建立在一類包括實(shí)時(shí)控制和及時(shí)監(jiān)控在內(nèi)的、強(qiáng)有力的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和規(guī)范的基礎(chǔ)上。這類聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和規(guī)范可以在一定程度上繼承原有的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和規(guī)范，但更重要的是一定要突破原有技術(shù)和規(guī)范的局限，以及明顯不能滿足實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0、智慧工廠和智能制造的多層遞階的架構(gòu)和按功能分層進(jìn)行通信的思維。這就是說(shuō)，除了對(duì)時(shí)間有嚴(yán)酷要求的實(shí)時(shí)控制和對(duì)安全有嚴(yán)酷要求的功能安全仍然保留在工廠層而外，所有的制造功能都將按產(chǎn)品、生產(chǎn)制造和經(jīng)營(yíng)管理這三個(gè)維度做到通信扁平化，實(shí)現(xiàn)信息虛擬化，從而構(gòu)成全鏈接和全集成的智能制造生態(tài)系統(tǒng)。

在智能制造系統(tǒng)中，PLC不僅僅是機(jī)械裝備和生產(chǎn)線的控制器，而且還是制造信息的采集器和轉(zhuǎn)發(fā)器。從這個(gè)意義上講，只有PLC具有面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的功能，才有可能完成調(diào)節(jié)智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥重要任務(wù)。譬如PLC調(diào)用視覺(jué)系統(tǒng)的攝像頭所攝制的圖像服務(wù)，或者PLC調(diào)用某個(gè)RFID讀取器的服務(wù)，都需要視覺(jué)系統(tǒng)或RFID讀取器直接與PLC通信，或者當(dāng)PLC要傳送大數(shù)據(jù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)給云端。

目前，在MES級(jí)與PLC的數(shù)據(jù)交換通常是通過(guò)一個(gè)耗時(shí)的握手過(guò)程。例如MES系統(tǒng)發(fā)出一個(gè)信號(hào)要向PLC傳送一個(gè)配方數(shù)據(jù)，等待PLC確認(rèn)信號(hào)返回；接著MES系統(tǒng)向PLC傳送該配方數(shù)據(jù)，當(dāng)PLC接收到這一組數(shù)據(jù)后向MES發(fā)出接收確認(rèn)信號(hào)。如果PLC同時(shí)具有OPC UA的服務(wù)端功能和客戶端的功能，這種PLC就是一種面向服務(wù)架構(gòu)的PLC（也可簡(jiǎn)稱為SOA-PLC）。這時(shí)MES系統(tǒng)向PLC傳送一個(gè)配方數(shù)據(jù)就是執(zhí)行一次通信服務(wù)，這次服務(wù)的輸入?yún)?shù)是配方，輸出數(shù)據(jù)是PLC的確認(rèn)信號(hào)，再也不需要MES系統(tǒng)和PLC之間的多次握手過(guò)程。實(shí)際上就是OPC UA遠(yuǎn)程調(diào)用了PLC的功能塊，大大縮短了MES與PLC之間通信來(lái)往過(guò)程，提高了生產(chǎn)智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)度安排的效率。同時(shí)顯著減少了工程成本，極大地加強(qiáng)了工廠層與上位執(zhí)行調(diào)度和管理層的數(shù)據(jù)通信能力。

一臺(tái)SOA-PLC實(shí)際上是把支持確保信息安全的虛擬網(wǎng)絡(luò)（VPN）的Web服務(wù)權(quán)植入PLC。這種服務(wù)權(quán)執(zhí)行面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)通信，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)和其它服務(wù)。PLC通過(guò)這類服務(wù)把對(duì)應(yīng)的大量數(shù)據(jù)連接至上級(jí)的服務(wù)和數(shù)據(jù)層，供信息模型的建模能力使用和處理。

讓一臺(tái)PLC集成了OPC UA的服務(wù)端功能和OPC UA的客戶端功能，就能保證這臺(tái)PLC通過(guò)VPN進(jìn)行有安全保證的數(shù)據(jù)通信。正如前面所述PLCopen和OPC基金會(huì)合作制定了IEC61131-3的OPC UA信息模型，使PLC的相關(guān)信息都可以運(yùn)用OPC UA的通信機(jī)制進(jìn)行傳輸。而PLCopen組織所發(fā)布的OPC UA的服務(wù)端功能塊的規(guī)范和客戶端的功能塊規(guī)范，為實(shí)現(xiàn)這類通信的模塊化和便利化奠定了標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。可以看出不同廠商的PLC可以實(shí)現(xiàn)OPC的通信、PLC與MES/ERP之間可以實(shí)現(xiàn)OPC的通信，PLC還可以通過(guò)OPC實(shí)現(xiàn)與微軟的Azure公共云和亞馬遜的AWS公共云的直接通信。