工业4.0｜工业物联平台有多重要？IoTopo 深度解析

随着时代的发展，科学技术日新月异，人们进入了信息化的时代。现今，在物联网的逐渐普及下，物联网技术应用于工业中，也显得尤为重要；在工业网络和移动计算持续影响着制造业和工业环境的大环境中，这些技术帮助全球制造商和组织将诸如"互联工厂"、"工业4.0"和工业物联网 (IIoT) 的发展设想都将转变为现实。

相信每个人都听说过物联网–智能热水器、联网冰箱、联网灯泡等等。但是物联网还有一个子集称为工业物联网，它对企业、安全乃至生活的日常影响都相当大。工业物联网（IIoT）连接了交通运输、电力和医疗保健等行业中的机器和设备。

什么是工业物联网（IIoT）?

IIoT 是指工业物联网。广义上讲，它是指在交通、能源和工业部门的机械和车辆上应用仪器仪表、连接传感器和其他设备。类似于互联工厂和工业 4.0，IIoT 意味着组织可以连接包括旧有设备在内的多个不同设备，并让它们相互之间实现"对话"。通过收集、分析并利用来自新的和遗留设备的数据，组织能够提高效率并获得竞争优势。在实践中，一个 IIoT 系统可能很简单也可能很复杂，简单的 IIoT 系统可以是一个智能洗碗机；复杂的 IIoT 系统则可能像一个全自动的大规模生产线一样复杂，该生产线可以通过一个巨大的多层网络跟踪维护、生产、甚至订购和配送。

什么是互联工厂，工业4.0？

对于新鲜的名词，也许人们在未接触时，很难理解；互联工厂对制造环境的构想，根据这种构想，每台机器都能与工厂内和其他远程地点的所有其他机器与设备相互通信。互联工厂专注在连接、监测和控制几乎任何地点的任何设备，以此来提升运营生产率和盈利能力。

在维基百科的描述中，工业 4.0 是"一个为价值链组织使用的技术和概念的集合名词"。这个词来源于德国政府关于第四次工业革命的高科技战略计划，其基础是高度互联工厂内部及工厂间生产资源的动态优化。

针对于此，图扑物联（IoTopo）平台应运而生，IoTopo 工业物联平台主要包括前端设备、边缘计算、云端计算、终端显示4个层面：

?前端设备：主要包括各种传感器模块、仪器仪表、PLC、变频器、空压机等工业前端设备；

?边缘计算：实现前端设备数据与云端的互联互通，支持海量连接，数据采集和数据清洗，支持 MQTT 协议与云端进行通讯；

?云端计算层：实现设备数据对接、存储、分析计算，设备全生命周期管理；

?终端显示层：采用响应式设计，支持大屏、手机 APP、平板电脑、台式机多种终端访问。

现今，全世界都在努力实施互联工厂、工业 4.0 和 IIoT 概念，从而实现诸多益处，例如降低运营成本、实现更好的可视性和控制能力等。然而对于大部分组织来说，建设全新设施或"推倒旧有的一切重新来过"既不现实，成本也不划算。

因而，众多解决方案都是利用原有设备、巧妙部署组件，实现扩展的监测和控制。升级设施时，应尽早设定预期，这一点很重要。尽管网络中的每件设备都有 IP 地址，但这不等于您能够使用 iPhone 登录每一个面板仪表、水泵和变频器。要使设施进入21世纪，其中包含了若干个核心基本法则，这些法则可以确保实现顺利过渡并提供访问、监测与控制各地所传来信息的能力。

要开始这个转变的过程，组织应考虑下面三点：

01 物联网组建，设备间通讯协议的统一。

02 提高运营效率，让数据可视化来完成更好的人机交互。

03 拥有一个安全性很高，可以较大拓展的应用平台。

设备通讯协议

边缘网关计算解析

在有些工厂中，驱动器、传感器、可编程逻辑控制器 (PLC)、面板仪表和其他自动化设备可能已使用多年，甚至是几十年。要实现互联工厂，其中的难点在于如何让这些设备通过采用 RS232 / 422 / 485 串行电缆的专属通信协议进行通信。尽管这些串行协议针对单机系统比较高效，但是这些定制协议却无法应用于整个网络。

为了将这些设备纳入互联工厂、工业 4.0 和 IIoT 的框架内，组织的工程师必须首先确保设备能够与工厂内的其他设备通信。现在，在现场更多的是使用支持不同协议的高级 HMI、协议转换器和其他自动化产品，以连接来自不同制造商的设备。这些工业产品在通信时无需考虑物理媒介，可提供流畅的工业传输和多协议支持。

对此图扑物联（IoTopo）平台能够支持 MQTT 协议接入，支持 Modbus、OPC UA 等工业通讯协议解析。标准 HTML5 页面，可与自有平台无缝整合。可以轻松地将第三方数据系统整合为一个功能全面的数据可视化系统。

提高运营效率

数据可视化平台应用

提高运营效率的方法多种多样，其中之一是使用从生产线监测点收集的数据在一定程度上减少浪费和停机时间。随着技术的持续改进，这些状态点将包括来自更广泛来源的更多信息。这些数据收集后如何更好的呈现给运营人员就显得尤为重要，对此能够完成以下功能：

?登录界面：可定制系统登录界面，IoTopo 平台支持用户名密码登录、支持企业微信登录、支持验证码登录

?平台管理：用于设备模型、项目模型、用户及角色、邮件服务、短信服务、系统日志、等平台通用管理功能。

?项目管理：支持多项目管理，支持站点地图，支持光伏电站、风电站、建筑、工厂、充电站、加油站等多种项目或项目模型。每个项目可以有自己独立的控制台入口。

?权限管理：采用基于用户角色的权限管理机制。灵活配置多种用户角色，可设置访问权限、操作权限，可分别设置平台管理员和项目管理员。

?设备管理：支持设备建模、实时数据监控、数据日志分析、审计跟踪、开关记录、设备告警、设备地图、网络拓扑图。

?事件告警：支持基于设备模型的开关量告警、越线告警，通讯离线告警。支持联动控制生成自定义事件。活动告警实时推送，支持告警音，提供邮件、短信、微信等多种通知方式。历史告警可查询、支持工单处理。

?联动规则：提供联动规则引擎，图形化逻辑控制编辑器，平台级设备联动。支持日期时间逻辑、支持常用逻辑计算和逻辑判断、支持多种控制输出算法、支持设备告警输入、支持自定义事件。

?数据报表：内置设备数据快照报表、设备数据统计报表, 时、日、周、月多种报表类型。

?能耗管理：水、电、气多种能耗类型，可动态进行配置。自定义能耗模型，能耗统计报表，尖峰平谷用电设置。

?视频管理：可对接海康、大华等主流厂商网络摄像头，可集成到组态图形画面。

?Web 组态：内置 HTML5 标准的 Web 矢量图形引擎，提供 Web 云端组态功能，可定制专属的矢量图形组件。支持在线编辑组态监控画面，无需编译发布，实时编辑、即刻生效。支持 EChart 图表，内置常用柱状图、折线图、饼图、散点图。支持地图组件、多媒体组件。多种文字组件：轮播列表、键值表格、多行文本、进度条、数字显示器、时间器等。设备及仪表盘组件。

?Web 应用：可对组态画面进行管理，配置导航菜单，生成 Web 应用。可为不同的项目分别设置专属 Web 应用。

?移动应用：可针对移动端设备，设置组态画面菜单，可对接公众号、微信小程序、企业微信。

安全性能

工业物联网平台重中之重

对此,IoTopo 物联监控平台采用了微服务架构。采用了前后端分离的开发模式，后台主要语言为 Golang，前端采用 HTML5 标准开发。平台提供了灵活的二次开发功能，开放 SDK、开放 API 接口。

互联工厂、工业 4.0 和/或 IIoT 模型的效率并非衍生自连接的数量，而是来自高价值的连接以及设备与人之间和谐对话所产生的竞争优势。数据可视化、物联网技术的应用就显得尤为重要；与操作员、控制系统和软件应用的无缝通信，加之实用的网络选项和支持本地功能与协议，是工业物联技术实现的首要目标; 这些功能将自动化和远程管理提高到了新境界，使该设想成为现实。各组织采用专门设计的支持组件将所有设施精密地集成统一网络，实现连接、监测和控制功能，从而大幅度提高生产率和运营效率，更好地迎接未来挑战。