智能制造的基礎(chǔ)是工業(yè)信息的互聯(lián)互通,工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)在工業(yè)互聯(lián)中占有重要的地位。給出一種工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)的技術(shù)解決方案:以TI公司工業(yè)級(jí)Sitara處理器以及嵌入式Linux操作系統(tǒng)為核心,通過Sitara芯片上面的協(xié)處理器,完成各種工業(yè)協(xié)議解析;采用OPC UA統(tǒng)一架構(gòu),作為OT和IT之間的信息交互統(tǒng)一接口;通過裁剪修改MySQL源代碼,使用MySQL作為智能網(wǎng)關(guān)的邊緣嵌入式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù);通過精簡(jiǎn)編譯PHP源代碼及運(yùn)行環(huán)境,在嵌入式環(huán)境中開發(fā)基于PHP的Web管理軟件。工程實(shí)踐證明,該解決方案簡(jiǎn)單易行,具有廣闊的應(yīng)用前景。

無論是工業(yè)4.0計(jì)劃[1-2),還是中國(guó)制造2025規(guī)劃3),其核心都是要實(shí)現(xiàn)制造智能化。智能制造的-一個(gè)重要基礎(chǔ)是現(xiàn)有智能設(shè)備之間的信息互聯(lián)互通,于是催生了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。由于不同的國(guó)家和地區(qū)、不同的工業(yè)設(shè)備制造商各自為政,使得當(dāng)前工業(yè)通信協(xié)議錯(cuò)綜復(fù)雜，增加了工業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)之間互聯(lián)互通的難度。工業(yè)智能網(wǎng)關(guān),在工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)邊緣,完成智能制造中的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)、車間級(jí)和企業(yè)級(jí)設(shè)備和系統(tǒng)的互聯(lián)互通、信息采集存儲(chǔ)與計(jì)算分析,在智能制造中具有非常重要的地位。

OPC UA41是一套安全、可靠且獨(dú)立于制造商和平臺(tái),并用于工業(yè)通訊的數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，由OPC基金會(huì)大力推動(dòng)。OPCUA是由制造商、終端用戶、科研院校以及行業(yè)協(xié)會(huì)共同參與制定的規(guī)范,以實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)中的安全信息交換。該規(guī)范使得不同操作系統(tǒng)和不同制造商的設(shè)備之間可以按照標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

2018年,TI公司推出面向工業(yè)互聯(lián)的Sitara系列ARM處理器5,通過該芯片上面攜帶的通信協(xié)議處理器PRU-ICSS,通過更換不同的工業(yè)通信協(xié)議軟件版本，完成和各個(gè)廠家的工業(yè)通信設(shè)備互聯(lián)互通，是工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)的理想選擇。同時(shí),瑞典HMS公司目前也已經(jīng)商用化的Anybus[6]工業(yè)互聯(lián)SOC解決方案NP40,也是一種理想的選擇,但是需要外圍增加一-款主控CPU。

當(dāng)前,市面上成熟的工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)大多是國(guó)外的公司,其中以HMS Softing"公司為代表。國(guó)外公司技術(shù)成熟,但成本高。國(guó)內(nèi)少數(shù)幾家公司也有類似的產(chǎn)品,但是功能不是很完善。因此,本文提供的工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)技術(shù)解決方案,具有重要的參考價(jià)值。

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