工业物联网架构产线升级改造提升

笔者曾经参与并部分主导过一个工厂级的工业物联网改造项目。该项目主要是采集相关设备的能耗、电流、功率、当前温度、设定温度、转速、运行时间、运行状态等数据进行处理并终反馈至 MES 系统中。该项目中使用了近 30 台采集型 PLC 来负责采集近 60 台设备的数据。改造的工厂是一家生产涤纶纤维母粒的企业，具有近20 年的历史，其内部使用的设备具有数量多、种类和型号杂、新旧不一等现象，这些都给工业物联网改造带来了不小的挑战。

图 1工业物联网架构产线升级改造提升

1．感知层改造产线升级改造提升

该工厂的设备新旧程度不一，种类和型号杂多，除个别几台新设备具有数据采集功能以外， 其余设备均不具备相应的数据采集能力。因此， 在本项目计对该工厂的 57 台设备进行了相应的改造。

对其中的 52台设备加装了台达 DPM- D520I智能电表及 DCT-S211C 型号CT互感器，用来采集相关设备的电流、功率、能耗等数据；针对切粒机设备的移动性质，采用了台达 DVW-W02W2-E2 IEEE802.11a/b/g/n工业无线网络 AP/WDS/Client 网关（无线AP）来负责数据的采集和进行无线通讯；将烘箱、结晶机等设备设备上原有老旧的温控器更换为同体积的台达 DT360RA-0200、DT340RA-0200、DT320RA-0200 等具备通讯功能的温控器；针对挤出机设备的温度数据采集组数多的情况，出于成本考虑，终决定在终端 PLC上扩展台达DVP-04TC-S 温控模块用以采集设备的热电偶数据，原有的温控器不做调整。

网络层改造产线升级改造提升产线升级改造提升产线升级改造提升

除此以外，该项目中还布置了 26 台具有多种通讯功能的台达 DVP-12SE 型号的网络进阶薄型 PLC 主机，通过 RS-485 通信技术来进行各模块的数据采集。除需采集上述加装的智能设备外， PLC 还需采集 13 台挤出机上原有的共计 26 台变频器的运转数据。其种类包含了安川、台达、艾默生、博世力士乐等 11 种品牌的 20 余种型号。幸运的是，所有变频器均有 RS-485 通讯接口， 且大多数都支持 MODBUS 485 通讯协议，只有极个别变频器采用了非标准 485 通讯协议。产线升级改造提升

PLC 除了采集相应的数据，还将部分数据进行了相应的运算，从而将同种类但标准不同的数据转换为同一标准。产线升级改造提升

2．网络层改造产线升级改造提升

由于该项目是工厂级改造，其覆盖范围广， 设备数量多，数据量大，且需要较低的数据传输，因此综合成本考虑采用工业以太网网络， 并将厂区分为三个区域，每个区域分别放置一个台达 DVS 系列的工业以太网交换机，所有的PLC 及无线AP 通过各区域的工业以太网交换机终汇聚到一台工业以太网交换机上并与工控机相连接。

当今世界各工业自动化生产商之间的竞争愈来越烈产线升级改造提升产线升级改造提升

安全性

无论何时何地，数据的安全性往往都是非常重要的。如果工厂之前对网络安产线升级改造提升全进行了部署， 那么改造计划就更加可行了；若之前未进行网络安全部署或安全性能不达标，那就需要部署新的安全网络了。当产线升级改造提升然有一种情况是例外的，如果工厂只将 IIOT 接入内网而不接入外网的情况下，就基本不用考虑来自互联网的威胁了。

4.兼容性

当今世界各工业自动化生产商之间的竞争愈来越烈，产线升级改造提升这也导致各大厂商纷纷布局自己特有的通讯模式和协议。这也就导致了不同厂家生产的新设备之间以及与现有设备之间的兼容性越来越差。当前我国正在一个传统老旧设备更新换代的阶段，物联网标准也是百家争鸣，未形成终标准。因此即使是新购设备也无法保证其兼容性。而进行设备改造则可以自由选择合适的工业自动化元件，其灵活性高，兼容性也能得到相应的提升。