打造完整设备联网架构 Moxa为智能制造业解决重要难题
- 台北讯
工业物联网被视为制造业未来的营运骨干系统,而设备联网又是架构工业物联网的第一步,作为全球工业通讯大厂,四零四科技(Moxa)在2018自动化展就展出了针对智能化概念的设备联网完整解决方案,亚太事业处市场开发经理吕百舟指出,制造业环境与一般产业大不相同,生产设备的联网不但实时性需求高,运作稳定度更是基本要求,再加上现在制造系统走向智能化,各类型功能对于联网传输方式、数据类型都不尽相同,因此2018年四零四科技(Moxa)展出了针对不同应用的工业联网方案。
吕百舟表示,智能制造的主要诉求是透过设备数据的分析,让系统同时具备实时判断与长期最佳化生产策略制定的能力,因此透过传感与联网技术取得设备数据,就成为工业物联网架构的基石,但由于智能制造属于全新概念,过去的制造设备少有联网功能,根据研究单位的报告指出,目前全球仍有超过85%的生产设备未联网,而且工业物联网必须是由下而上的全面联网,并不只有终端设备,因此这次四零四科技(Moxa)展出的即是从边缘到云端的全面联网解决方案。
在2018年的展会中,四零四科技(Moxa)展出了工业物联网的3层产品布局,在设备层部分,四零四科技(Moxa)可透过NPort串行设备协助老旧机台联网,设备联网后,控制层设备以具备毫秒等级备援机制的工业以太网络交换机–Turbo Ring与Turbo Chain,将数据快速有效的往上传递,最后信息层则是负责将其数据化为移动,落实智能化概念。
除了完整的工业物联网架构外,四零四科技(Moxa)也针对制造业在导入智能化架构时常遇到的痛点展出解决方案,Aeromag就是其一。吕百舟指出,无线传输是现在工业通讯的重要技术,不过现在多数工业系统工程师对此技术并不熟悉,因此常须花费大量的测试与侦错时间找寻出最适合频带,对此,专为无线区域网络所设计的最佳化配置软件–Aeromag就可协助工程师快速解决问题。
Aeromag的特色是可一键设定出最佳化无线网络环境,只要按下按键,此软件就会自动扫描出最适于该区域应用的频带与SSID,工程师不必再重复测试,将可省下50%的系统安装与设定时间,在智能化仓储系统、无人搬运车等,都已有大量使用。
另外网安也是智能制造系统的重要设计考量,不过要掌握散居制造现场各处设备的网安状态并不容易,在这方面四零四科技(Moxa)强化了其工业级网管软件MXview的网安设计,具备最新网安功能的MXview,透过可视化界面设计,让管理者完整掌握系统中所有设备安全等级。
此软件考量IEC-62443工业网安标准,以颜色管理设计,将高、中、一般、无等4种网安防护层级,分别以绿、蓝、橘、灰等颜色标示,管理者可一目了然知道所有设备的网安状态,这也是目前市场上唯一以此为设计的网管软件;为了防止网络入侵和攻击,工业网络架构必须有一个良好的访问控制机制,可以识别,验证和授权用户。
Moxa的网络设备支持符合IEC 62443标准技术安全要求的用户帐户、口令策略和身份验证接口管理等的安全防护功能,强化工业物联网应用的设备及数据安全。
除了安全性外,稳定性更是制造系统的基本要求,备援机制也一直是架构的必要建置,由于制造系统的运作对实时性的要求相当高,相较于一般商规系统的备援机制的回复时间多以秒为单位,但工规系统则必须在毫秒等级,四零四科技这次展出的Turbo Ring与Turbo Chain工业以太网络交换机,在Gb等级的网速下,回复时间可低于50毫秒,若100Mb则可低于20毫秒,让工业网络的封包不会因断线而遗失,维持系统的稳定运作。
对于Turbo Ring与Turbo Chain的应用区别,吕百舟进一步解释,Turbo Ring是应用于环状拓朴架构的骨干网络,Turbo Chain则为链状网络所使用,使用者可在不更改网络设定下,随时增该网络链中的设备数量,目前市场上的网络备援平台,多以环状拓朴网络架构为主,Turbo Chain则是少数针对链状拓朴网络架构所设计的备援产品,Turbo Ring与Turbo Chain目前的应用相当广泛,除了制造业与交通建设外,日本东京的晴空塔也是使用这两套工业等级以太网络交换机。
在工业物联网架构中,闸道器负责将设备数据传送到上层的服务器,因此与这两种设备的介接标准相当重要,Moxa的IIoT 闸道器支持RESTful and MQTT可轻松将边绿设备的OT数据传送至云端平台IT系统或App作数据运用与分析, 此外自动化设备protocol标准趋势是采用OPC UA架构,市场上也多有此一标准设计的产品。
四零四科技(Moxa)的MX-AOPC Suite平台除了OPC UA标准外,还可具备了云端平台的链结功能,系统除了把设备数据传送到OPC UA的SCADA、MES等软件平台外,也可同时与微软、Amazon、Google等云端平台连结,让制造系统与大型企业的云端平台无缝整合,打造出最完整的工业物联网架构。
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