OPC UA標準可促進機器和設備數據的高效評估。勞易測OPC UA認證傳感器為用戶帶來更多受益。

Ingo Baumgardt
自動識別和機器視覺產品中心總監

使自動化金字塔更具穿透性

無論是工業4.0、工業物聯網還是機器對機器通信，都必須使用適合的標準將係統和產品互聯在一起。對此
，專家們經常提及自動化金字塔：根據定義，可能涵蓋基礎層、設備層
、現場層
、控製和過程控製層以及金字塔頂層— —製造運營管理層。各層之間采用不同的標準進行數據交換：機器和設備使用IO-Link
、PROFINET

、Ethernet/IP、EtherCAT或Ethernet TCP/IP等相關標準在現場層交換數據

，然後再傳輸到控製層

，但還沒有直達自動化金字塔頂層的路徑。這是因為現場總線無法一直擴展到雲，MQTT等協議也不能與現場層進行通信。OPC UA框架（UA即統一架構）可以彌補這個差距。勞易測OPC UA認證傳感器可為用戶帶來更多選項。

圖1：OPC UA標準可連接自動化金字塔的各個層級。

從現場到雲

目前還沒有通用的標準允許所有層級之間的所有機器、設(she)備(bei)和(he)服(fu)務(wu)器(qi)直(zhi)接(jie)相(xiang)互(hu)通(tong)信(xin)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)協(xie)議(yi)必(bi)須(xu)滿(man)足(zu)相(xiang)應(ying)層(ceng)級(ji)的(de)具(ju)體(ti)要(yao)求(qiu)，但(dan)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)協(xie)議(yi)無(wu)法(fa)複(fu)製(zhi)所(suo)有(you)信(xin)息(xi)。無(wu)論(lun)如(ru)何(he)
，機(ji)器(qi)和(he)設(she)備(bei)都(dou)會(hui)生(sheng)成(cheng)大(da)量(liang)有(you)價(jia)值(zhi)的(de)數(shu)據(ju)。但(dan)是(shi)
，通(tong)常(chang)無(wu)法(fa)在(zai)數(shu)據(ju)評(ping)估(gu)層(ceng)直(zhi)接(jie)訪(fang)問(wen)和(he)解(jie)析(xi)數(shu)據(ju)
，而(er)OPC UA可以為其創建連接。該標準不是一種協議，而是一種框架或技術集。背後原理是：OPC UA使shi用yong信xin息xi模mo型xing定ding義yi傳chuan輸shu數shu據ju。該gai標biao準zhun可ke管guan理li通tong信xin層ceng的de訪fang問wen權quan限xian，並bing定ding義yi數shu據ju交jiao換huan協xie議yi。因yin此ci，目mu前qian相xiang互hu隔ge離li的de自zi動dong化hua金jin字zi塔ta層ceng級ji可ke以yi變bian得de更geng具ju穿chuan透tou性xing，演yan變bian為wei一yi種zhong開kai放fang性xing網wang絡luo架jia構gou。OPC UA功能是可自由使用的開放源
，而與製造商和軟件平台無關。

快速配置

要在所有自動化金字塔層級之間實現數據交換
，必須係統化地準備和提供所有數據。即使已定義通信標準，也會出現以下限製：設備會輸出數字信號
，而接收器需要使用元數據，因此必須對這種數字信號進行正確解析（例如使用一個裝置）。OPCjiagoudexinximoxingkezaicifahuizuoyong。gaimoxingjianglianjieshebeimiaoshuweibutongdewangluoduixiang。diyibushiguanlijiedianzhijiandeguanxi。dierbushidingyibiaozhunshuxing，zheshishibiewangluozhongshebeidezuidiyaoqiu。ciwaihaiyaodingyiyixieteshushuxing，lirujiqidegongnenghecaozuo。zhejiuhuichuangjiankeyizidongduqudejiegou
，congernenggoushiyongqitaOPC UA認證設備讀取和解析數據。實用性是：工(gong)業(ye)標(biao)準(zhun)即(ji)時(shi)可(ke)用(yong)，製(zhi)造(zao)商(shang)不(bu)必(bi)為(wei)各(ge)個(ge)設(she)備(bei)從(cong)頭(tou)創(chuang)建(jian)規(gui)範(fan)。這(zhe)些(xie)配(pei)套(tao)規(gui)範(fan)說(shuo)明(ming)了(le)一(yi)維(wei)碼(ma)閱(yue)讀(du)器(qi)的(de)定(ding)義(yi)標(biao)準(zhun)及(ji)其(qi)所(suo)提(ti)供(gong)的(de)值(zhi)和(he)事(shi)件(jian)等(deng)內(nei)容(rong)。OPC架構提供PDF和XML格式下載文件。也就是說，規範是機器可讀的，不需要手動傳輸。

設備數據模型中所存儲的信息類型：

• 用於識別網絡設備的數據
• 過程數據和事件（例如掃描儀的讀取結果
  、開始/停止命令）
• 質量數據（例如掃描儀讀取過程成功或失敗）

因此
，OPC UA可提供顯著的部署優勢。例如，勞易測BCL 348i條碼閱讀器識別出自身為網絡中的一維碼閱讀器，且控製層理解該信號後，係統會自動檢測出設備特性(AutoID)。zheyangbiankeshixianjikuaisudexitongjicheng。lingwaikeyijizhongjiludangeshebeidejingbaoyijicuowuhezhuangtaixiaoxi
，bingyibiaozhunfangshijinxingpinggu
，yincixitongweihugongzuoyejiangdeyijianhua。

圖2：如果不使用OPC UA標準，通常需要很長的時間來識別缺陷標簽或損壞的掃描儀。

確保網絡安全

OPC UA還有利於提高IT安全性。在工業物聯網時代，有一項要求變得日益重要：必須通過雲來處理工業物聯網中的機器數據。這對用戶的受益是：OPC UA標準中已集成端到端加密功能，可有效防止公司數據受到外部攻擊。另外也可以非常輕鬆地分配內部權限。係統已指定數據訪問
、讀取、評估或更改權限，可以最大程度降低因攻擊或錯誤操作而帶來的停機等風險。

係統更易於監控

該標準的最大優勢之一是，可以通過數據評估顯著提高係統效率。通過OPC UA標準，可輕鬆地監控機器和係統並優化流程。下麵使用一個實際例子進行說明：在零貨存儲區

，傳送帶會將貨箱運輸至揀貨站和發貨區。每個貨箱都有一個條碼標簽。勞易測BCL 348iyiweimayueduqianzhuangzaichuansongdaishang
，ketigongzaichuansongdaishangyunshuhuoxiangsuoxudeshuju。yifangmian
，zaishiyongguochengzhong
，saomiaoyiguangxueqijiankenenghuichuxianzangwu
，daozhiwufaqingchujiancehuoxiangshangdebiaoqian。lingyifangmian
，yunxingzhongbiaoqianyekenengyinshouyaersunhuaihuozangwu，congerwufazaijinxingduqu。cishi
，jiqiyunyingshangruhefaxiancuowu
？

快速訪問相關數據

如果不使用OPC UA標biao準zhun，最zui便bian捷jie的de方fang式shi是shi使shi用yong診zhen斷duan計ji算suan機ji來lai訪fang問wen傳chuan感gan器qi。這zhe些xie設she備bei會hui存cun儲chu嚐chang試shi讀du取qu失shi敗bai次ci數shu等deng數shu值zhi，因yin此ci可ke以yi識shi別bie出chu發fa生sheng汙wu染ran或huo損sun壞huai的de掃sao描miao儀yi。但dan缺que點dian是shi，用yong戶hu必bi須xu單dan獨du控kong製zhi和he讀du出chu每mei個ge設she備bei。這zhe是shi一yi項xiang非fei常chang耗hao時shi的de任ren務wu，特te別bie是shi在zai識shi別bie受shou損sun標biao簽qian的de情qing況kuang下xia。此ci時shi員yuan工gong需xu要yao單dan獨du讀du出chu每mei個ge掃sao描miao儀yi並bing手shou動dong輸shu入ru數shu據ju。而er借jie助zhuOPC UA標準和適合的傳感器技術，此項工作可以非常高效地完成：勞易測BCL 348i一維碼閱讀器符合OPC UA認ren證zheng
，可ke以yi將jiang掃sao描miao儀yi數shu據ju傳chuan輸shu到dao控kong製zhi層ceng。例li如ru

，通tong過guo部bu署shu簡jian單dan的de應ying用yong，可ke以yi集ji中zhong評ping估gu這zhe些xie數shu據ju並bing顯xian示shi在zai儀yi表biao板ban中zhong。這zhe可ke以yi實shi時shi顯xian示shi掃sao描miao儀yi嚐chang試shi失shi敗bai次ci數shu是shi否fou過guo多duo。另ling一yi個ge優you勢shi是shi，係xi統tong也ye會hui傳chuan輸shu傳chuan感gan器qi的de安an裝zhuang位wei置zhi
，因yin此ci可ke以yi直zhi接jie對dui設she備bei進jin行xing維wei修xiu。如ru果guo確que定ding所suo有you掃sao描miao儀yi都dou很hen難nan檢jian測ce出chu特te定ding標biao簽qian，也ye可ke以yi有you針zhen對dui性xing地di更geng換huan相xiang似si的de標biao簽qian。總zong結jie：該方案可顯著提高維護效率，並輕鬆提高係統可用性。

圖3：勞易測BCL 348i一維碼閱讀器符合OPC UA認證
，可兼容OPC UA技術要求
，並將數據傳輸到管理層。

從認證傳感器技術中獲益

OPC UA在zai短duan時shi間jian內nei便bian發fa展zhan成cheng為wei現xian場chang層ceng與yu雲yun之zhi間jian數shu據ju交jiao換huan的de中zhong心xin框kuang架jia。以yi前qian嚴yan格ge分fen層ceng的de自zi動dong化hua係xi統tong變bian得de更geng具ju穿chuan透tou性xing，這zhe有you助zhu於yu高gao效xiao評ping估gu機ji器qi和he設she備bei數shu據ju等deng。盡jin管guan該gai安an裝zhuang標biao準zhun優you勢shi顯xian著zhu

，但dan隻zhi能neng使shi用yong適shi合he的de傳chuan感gan器qi來lai持chi續xu優you化hua運yun營ying和he服fu務wu。建jian議yi谘zi詢xun可ke提ti供gongOPC UA認證產品並具備相關專業技術的傳感器專家。勞易測樂意隨時提供幫助。借助DCR 248i二維碼閱讀器和BCL 348i一維碼閱讀器等創新OPC UA認證勞易測傳感器技術，操作員可以將係統評估效率提升到全新的級別。

圖4：DCR 248i等OPC UA認證掃描儀也適用於二維碼。為有效利用工業物聯網和工業4.0技術，勞易測不斷推出更多OPC UA認證產品。