隨著業(yè)務的擴展和技術的進步，某國際先進汽車零部件供應商在其工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的升級方案中使用了Softing的dataFEED OPC Suite——通過MQTT協(xié)議將現(xiàn)場控制器和數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳到其物聯(lián)網(wǎng)云平臺，從而實現(xiàn)了設備狀態(tài)的遠程監(jiān)控，不僅能夠提前發(fā)現(xiàn)設備可能的故障跡象，采取預防性維護措施，而且可減少設備停機時間，提高設備可用性。

一 背景

該汽車零部件供應商在生產(chǎn)制造過程中，使用了大量的PLC和數(shù)控機床等設備。在過去的生產(chǎn)運營中，他們主要依賴本地MES和SCADA等系統(tǒng)來收集、分析和監(jiān)控生產(chǎn)線上的數(shù)據(jù)，這些系統(tǒng)為其提供了實時的生產(chǎn)指標、設備狀態(tài)和質量數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的可視化和實時管理。

然而，隨著業(yè)務的擴展和技術的進步，他們需要對控制器及數(shù)控機床等設備的數(shù)據(jù)進行更加深入的分析和處理，因此在近幾年，該企業(yè)開始逐步部署物聯(lián)網(wǎng)云平臺，將診斷信息等關鍵數(shù)據(jù)上傳至云端并進行集中管理和分析。

二 客戶方案

Softing與該企業(yè)長期保持著密切的合作關系，并一直為其提供優(yōu)質的OPC UA通信解決方案，包括用于采集西門子控制器數(shù)據(jù)到OPC UA客戶端的uaGate SI網(wǎng)關以及用于采集840D數(shù)控機床數(shù)據(jù)的uaGate 840D網(wǎng)關等。無論是質量還是性能，Softing產(chǎn)品均得到了客戶的高度認可。

該企業(yè)的自動化部門項目經(jīng)理表示：“在對市場上眾多的物聯(lián)網(wǎng)連接解決方案進行評估后，發(fā)現(xiàn)Softing的dataFEED OPC Suite軟件能夠滿足我們對MQTT發(fā)布和XML消息格式的特定要求，且經(jīng)過與Softing的長期合作，我們對Softing的技術實力、產(chǎn)品質量、服務水平等方面也已有了充分的了解和信任。”

客戶的物聯(lián)網(wǎng)云平臺選擇使用了MQTT作為傳輸協(xié)議，并使用XML作為消息格式。MQTT是一種輕量級的消息傳輸協(xié)議，非常適合在資源有限的環(huán)境中進行數(shù)據(jù)傳輸；而XML是一種具有層次結構的消息格式，每個數(shù)據(jù)點都有自己的名稱、類型和值。這種結構化的數(shù)據(jù)格式，使數(shù)據(jù)的解析和處理變得更加方便。結合MQTT傳輸協(xié)議和XML消息格式的使用，可為數(shù)據(jù)傳輸提供高度可讀性、結構化、靈活性和互操作性，特別適用于復雜數(shù)據(jù)結構的處理以及對數(shù)據(jù)可讀性要求較高的場景，還可滿足離散制造行業(yè)中的實時數(shù)據(jù)傳輸要求。

（客戶需求：通過MQTT協(xié)議并使用XML格式將現(xiàn)場設備數(shù)據(jù)上傳到云平臺）

三 dataFEED OPC Suite應用

通過Softing dataFEED OPC Suite，我們可建立一個高度靈活且穩(wěn)定的物聯(lián)網(wǎng)連接架構，并可將客戶現(xiàn)場的設備與云平臺緊密連接。在這一架構中，dataFEED OPC Suite展示了其優(yōu)秀的多協(xié)議連接能力：通過S7協(xié)議連接現(xiàn)場的多臺西門子S7-1200和S7-1500控制器；借助OPC UA連接840D數(shù)控機床和FANUC機床；同時通過Modbus協(xié)議連接一些智能儀表，最后它可將采集到的數(shù)據(jù)通過MQTT傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)云平臺。得益于這一系列連接的建立，本地設備的數(shù)據(jù)能夠輕松傳輸?shù)皆破脚_。

此外，dataFEED OPC Suite支持用戶完全自定義MQTT消息，這對于該汽車零部件供應商的特定需求至關重要。由于用戶可靈活定義消息的結構、內(nèi)容和格式，包括JSON、XML或其他用戶自定義的特殊格式，因此在數(shù)據(jù)傳輸上會更加靈活、可控，同時也讓數(shù)據(jù)的解析和處理變得更加方便。

現(xiàn)場自動化工程師提到：“dataFEED OPC Suite內(nèi)置的強大LUA腳本功能，讓我們能夠對數(shù)據(jù)進行靈活的預處理，這意味著，我們可在不改變現(xiàn)有控制器程序的情況下，對數(shù)據(jù)進行必要的轉換和處理，例如，我們可先將ASCII碼轉換為字符串字符，再將Byte數(shù)組轉換為浮點數(shù)或將報錯代碼轉換成易于理解的報錯文本等，最后將轉換后的數(shù)據(jù)上傳到云平臺。這樣不僅提高了數(shù)據(jù)轉換效率，還減輕了云平臺的負載?！?/span>

（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)升級方案示意圖）

該企業(yè)自動化項目經(jīng)理表示：“通過將數(shù)據(jù)上傳到云平臺，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一分析和處理，我們可對全球各地工廠生產(chǎn)線進行實時監(jiān)控，還可隨時隨地訪問生產(chǎn)數(shù)據(jù)，同時，我們的管理人員也可在任何地方遠程監(jiān)測生產(chǎn)狀況，從而能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題?！?/span>

Softing的產(chǎn)品經(jīng)理Andrew表示：“dataFEED OPC Suite的擴展性使它能夠適應不斷升級的項目需求。該軟件可不斷增加對更多型號的PLC和數(shù)控系統(tǒng)的支持，因此用戶能夠對現(xiàn)有方案進行輕松擴展和升級，例如dataFEED OPC Suite在之后的升級中將支持西門子840D以及FANUC等多個型號的數(shù)控系統(tǒng)，對此，用戶只需升級軟件即可輕松實現(xiàn)對數(shù)控機床數(shù)據(jù)進行直接采集。此外，通過監(jiān)測數(shù)控機床的數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)對設備狀態(tài)和健康狀況的實時監(jiān)測，使企業(yè)能夠及時檢測設備的異常行為、預測潛在的故障并采取預防性維護措施，從而減少設備停機時間，提高設備可用性?！?/span>

四 dataFEED OPC Suite的MQTT連接功能概覽

1. MQTT物聯(lián)網(wǎng)云網(wǎng)關

? 輕松將控制器集成到物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0解決方案中；

? 通過在MQTT應用程序中使用現(xiàn)有的OPC組件來節(jié)省成本；

......

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