PLC是制造智能型電動調(diào)節(jié)閥的先行官

實現(xiàn)工業(yè)4.0、智慧工廠和智能型電動調(diào)節(jié)閥，必須建立在一類包括實時控制和及時監(jiān)控在內(nèi)的、強有力的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和規(guī)范的基礎(chǔ)上。這類聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和規(guī)范可以在一定程度上繼承原有的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和規(guī)范，但更重要的是一定要突破原有技術(shù)和規(guī)范的局限，以及明顯不能滿足實現(xiàn)工業(yè)4.0、智慧工廠和智能制造的多層遞階的架構(gòu)和按功能分層進行通信的思維。這就是說，除了對時間有嚴酷要求的實時控制和對安全有嚴酷要求的功能安全仍然保留在工廠層而外，所有的制造功能都將按產(chǎn)品、生產(chǎn)制造和經(jīng)營管理這三個維度做到通信扁平化，實現(xiàn)信息虛擬化，從而構(gòu)成全鏈接和全集成的智能制造生態(tài)系統(tǒng)。

在智能制造系統(tǒng)中，PLC不僅僅是機械裝備和生產(chǎn)線的控制器，而且還是制造信息的采集器和轉(zhuǎn)發(fā)器。從這個意義上講，只有PLC具有面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的功能，才有可能完成調(diào)節(jié)智能型電動調(diào)節(jié)閥重要任務(wù)。譬如PLC調(diào)用視覺系統(tǒng)的攝像頭所攝制的圖像服務(wù)，或者PLC調(diào)用某個RFID讀取器的服務(wù)，都需要視覺系統(tǒng)或RFID讀取器直接與PLC通信，或者當(dāng)PLC要傳送大數(shù)據(jù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)給云端。

目前，在MES級與PLC的數(shù)據(jù)交換通常是通過一個耗時的握手過程。例如MES系統(tǒng)發(fā)出一個信號要向PLC傳送一個配方數(shù)據(jù)，等待PLC確認信號返回；接著MES系統(tǒng)向PLC傳送該配方數(shù)據(jù)，當(dāng)PLC接收到這一組數(shù)據(jù)后向MES發(fā)出接收確認信號。如果PLC同時具有OPC UA的服務(wù)端功能和客戶端的功能，這種PLC就是一種面向服務(wù)架構(gòu)的PLC（也可簡稱為SOA-PLC）。這時MES系統(tǒng)向PLC傳送一個配方數(shù)據(jù)就是執(zhí)行一次通信服務(wù)，這次服務(wù)的輸入?yún)?shù)是配方，輸出數(shù)據(jù)是PLC的確認信號，再也不需要MES系統(tǒng)和PLC之間的多次握手過程。實際上就是OPC UA遠程調(diào)用了PLC的功能塊，大大縮短了MES與PLC之間通信來往過程，提高了生產(chǎn)智能型電動調(diào)節(jié)閥調(diào)度安排的效率。同時顯著減少了工程成本，極大地加強了工廠層與上位執(zhí)行調(diào)度和管理層的數(shù)據(jù)通信能力。

一臺SOA-PLC實際上是把支持確保信息安全的虛擬網(wǎng)絡(luò)（VPN）的Web服務(wù)權(quán)植入PLC。這種服務(wù)權(quán)執(zhí)行面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)通信，包括實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)和其它服務(wù)。PLC通過這類服務(wù)把對應(yīng)的大量數(shù)據(jù)連接至上級的服務(wù)和數(shù)據(jù)層，供信息模型的建模能力使用和處理。

讓一臺PLC集成了OPC UA的服務(wù)端功能和OPC UA的客戶端功能，就能保證這臺PLC通過VPN進行有安全保證的數(shù)據(jù)通信。正如前面所述PLCopen和OPC基金會合作制定了IEC61131-3的OPC UA信息模型，使PLC的相關(guān)信息都可以運用OPC UA的通信機制進行傳輸。而PLCopen組織所發(fā)布的OPC UA的服務(wù)端功能塊的規(guī)范和客戶端的功能塊規(guī)范，為實現(xiàn)這類通信的模塊化和便利化奠定了標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。可以看出不同廠商的PLC可以實現(xiàn)OPC的通信、PLC與MES/ERP之間可以實現(xiàn)OPC的通信，PLC還可以通過OPC實現(xiàn)與微軟的Azure公共云和亞馬遜的AWS公共云的直接通信。