如何为现有工厂提供IIoT解决方案
2017-7-27 来源：贝加莱工业自动化(中国)有限公司 作者：任晓玲
工业4.0的进程如火如荼，包括中国制造2025、互联网+、工业物联网（IIoT）等新概念新技术正在打破工业自动化的传统架构。工业4.0旨在通过设备与设备之间的水平交互、机器到企业管理系统的垂直交互，减少人为干预和非计划停机并实现全局优化。在此大背景下，制造业对现有技术改造和新建设施提出了新要求。
工业4.0的爱与弗
当前工业4.0的种种优势更有利于新建工厂项目，针对现有工厂的技术改造却困难重重。原因在于，那些已经运行了15年、20年，甚至50年的机器所基于的网络基础和工业4.0所需的截然不同。无缝通讯，与ERP系统实时共享数据，这些实现工业4.0的必要条件，对存在多年的老工厂而言很难实现。
然而，相对于每年增加的新建工厂项目，现有工厂的改造是一块不容小觑的市场。以贝加莱的某客户例，作为世界知名的饮料生厂商，她每年投入新增的工厂数为一到两个，而需要改造的旧工厂却高达430个。
如何为市场中庞大的旧工厂提供生产智能方案？对此，贝加莱推出了Orange Box——面对现有工厂升级的完整工业物联网方案。通过设置必要参数，轻松实现数据采集和分析，完全不需要对已有软件和硬件进行修改，也不用担心已有控制系统来自不同的供应商。
Orange Box不仅仅是产品
Orange Box并不是贝加莱推出的某款新产品，而是一个完整的解决方案，也就是说贝加莱所生产的软件，硬件都是该方案不可分割的一部分。
硬件方面基于贝加莱一贯推崇的Scalability+概念，可以依据客户各自的需求进行选择。产品范围广泛，从工业PC到HMI再到PLC，无所不包。
图1 独立灵活的贝加莱各系列产品是Orange Box的一部分
基于mapp技术的软件则是Orange Box的另一重要组成部分。贝加莱专家团队致力于满足客户的各种需求，所开发的mapp功能块可以提供大量出人意料的标准功能，包括OEE计算，用户管理，PackML，数据获取等。而安装这些功能块的方式如同安装智能手机app一样简单容易。与传统功能块相比，mapp功能块具有交互性，彼此链接就能自动交换数据。例如，mapp能源块支持从其它mapp功能块中获取数据，计算能源消耗情况。
图2 mapp功能块提供了大量出人意料的标准功能
mapp功能块被无缝集成在贝加莱Automation Studio开发环境中，配置使用都很方便。开发者不用再埋头于每个编程细节，只需简单的鼠标拖曳就能完成程序开发。mapp技术的另一个优势在于mapp View HMI方案。mapp View为自动化工程师提供所需工具，用于创建强大直观的基于网页的HMI应用，而无需任何HTML5, CSS或JavaScript的专门知识。仅仅基于网页标准，贝加莱HMI方案就能确保在任何设备上的最优显示。通过mapp View HMI，将来自其它供应商的控制器和HMI应用通过OPC UA链接起来也很容易。
通过菜单指引进行操作和配置，取代过去的编程，不再依赖专业人士的安装。贝加莱提供的重要软件操作功能，可以通过网络或USB执行安装，备份和更新操作。通讯方面，可以在各种通道上进行通讯，如LAN或WLAN。协议方面，又满足TCP上的OPC UA和ISO标准。
图3 Orange Box方案可以在各种通道上进行通讯
Orange Box是面向工业4.0的完美平台
在基础互联方面，无论是贝加莱集成开发平台软件Automation Studio，还是APROL智慧工厂平台，都已具有OPC UA通信能力和基于OPC UA的安全集成，以满足工业4.0、IIoT对高效数据访问的一起。同时，在本地数据采集层，Orange Box提供可应用集成于雾计算/边缘计算节点的通信集成网关，将OEE功能、能源功能、显示功能集成在一起，以确保产线-无论是新建的（Greenfield）已有的（Brownfield）-均可实现数据访问与传输。
Orange BOX提供ISO-TCP、CAN等总线接口用于与底层现场设备进行集成，并通过OPC UA向上与MES、ERP、工业云进行数据传输。
得益于Orange BOX对OPC UA、MQTT、REST等IT传输协议的支持，自动化产线的数据将被纳入整个物联网和大数据平台。借助开放的应用软件和分析软件，数据可被应用于智能的生产指导，如路径规划、能耗调节、缺陷反馈、排产等。
图4 Orange Boxes是模块化硬件和定制化软件的最优结合，创建了面向工业4.0生产的完美平台
Orange Box的优势
Orange Box可以用于任何行业，特别适合拥有大量产线和机器设备的工厂。作为一个可以实时收集数据、计算数据的多功能开放性方案，Orange Box可以随着生产要求的变化来进行自动调整。什么时候需要额外的原材料，什么时候不需要，这些以往需要依赖有经验的操作人员的决策将由机器自己做出，这才是真正满足工业4.0的智慧工厂。
图5 Orange Box从以前隔离的机器和产线上获取数据进行分析，帮助现有设备满足智能化生产的需要
不管是OEM厂商还是终端用户，Orange Box都能提供完整的解决方案和个性化的产品组合。已有的成功案例体现了Orange Box无与伦比的优势：
配置独立，安装简单
无需对旧软件重新编程或修改
类似于App Store的操作，技术升级方式简单
基于网页的操作及可视化
可以升级，满足IoT/工业4.0未来的要求
关于贝加莱
贝加莱是一个总部位于奥地利并拥有遍布全球分支机构的创新驱动型自动化企业，2017年7月，贝加莱成为ABB集团的一个业务单元。作为全球工业自动化领域的领导者，贝加莱融合了前沿技术与先进的工程能力，为各个产业客户提供机器与工厂自动化、运动控制、HMI以及集成安全技术的完整解决方案。通过工业物联网通信标准如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及贝加莱强大的Automation Studio软件开发环境，贝加莱不断重新定义自动化工程的未来。贝加莱保持持续的创新精神，为客户提供更为简化以及超出预期的工业自动化领域前沿技术与方案。
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