物聯(lián)網(wǎng)?;ヂ?lián)工廠。工業(yè)4.0。媒體正在紛紛議論那些新科技將如何如何徹底改變世界的各種故事。但是對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場,它的故事不僅僅是變革而是進(jìn)化。
興奮之余,關(guān)于給你家中的每一個用品都分配一個IP地址(如果你愿意,可以稱之為互聯(lián)網(wǎng)冰箱)的展望,將不意味著可以通過你的iPhone登陸每一個接近開關(guān)或者液位傳感器。這些科技只有在工程師采用一個控制面板把各個裝置串聯(lián)起來以后才能開始下一階段的體驗之旅。
工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展一直是與連接方式的發(fā)展息息相關(guān)的,紅獅在這方面已經(jīng)具有15年的豐富經(jīng)驗。雖然我們愿意裝作某些非常具有戰(zhàn)略性的眼光引導(dǎo)著我們向這個方向前進(jìn),但是事實是很普通的。我們沒有PLC的客戶群可以進(jìn)行擴(kuò)展,但是作為獨立的操作面板制造商,我們別無選擇,只能開發(fā)出可以與任何東西都能通訊的功能。
這些連接方式的發(fā)展的大幕已經(jīng)開啟,首先建立的是同一個面板上的不同設(shè)備之間的通訊,然后是同一臺機(jī)器的不同面板之間的通訊,接下來是同一個生產(chǎn)單元的不同機(jī)器之間的通訊,再有是同一個工廠的不同生產(chǎn)單元之間的通訊,后面甚至是同一個組織或供應(yīng)鏈上的不同工廠之間的通訊。
TCP/IP作為傳輸協(xié)議的成功和以太網(wǎng)作為多層結(jié)構(gòu)的底層的成功都推動了上述體驗之旅的后半段,現(xiàn)在無論通過有線方式還是移動通信連接方式,有了這些站點與站點之間的經(jīng)濟(jì)的可靠的網(wǎng)絡(luò)帶寬,數(shù)據(jù)可以突破企業(yè)場所的邊界而與外界流通。
該體驗之旅上的一些分立的步驟體現(xiàn)在那些正在且應(yīng)該采用的結(jié)構(gòu)上。幾年以前,人們展望為世界上每一個裝置都分配各自的網(wǎng)絡(luò)地址。IP版本4(IPv4)是互聯(lián)網(wǎng)建立的基本協(xié)議,其理論極限大概為40億個地址,正如那個令人擔(dān)憂的我們會消耗盡世界上的石油一樣,同樣的規(guī)律預(yù)測我們會用盡網(wǎng)絡(luò)地址。為了規(guī)避這樣的災(zāi)難,人們創(chuàng)造了IP版本6(IPv6),將網(wǎng)絡(luò)地址的空間擴(kuò)展到如此龐大的程度,以至于無法說出它具體支持多少個地址。
網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換
同時也是為了解決網(wǎng)絡(luò)地址危機(jī),人們發(fā)現(xiàn)一種形式的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)。這項技術(shù)允許所有在一個網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備通過一個IP地址訪問互聯(lián)網(wǎng)或?qū)嶋H上任何其他網(wǎng)絡(luò),對外連接時顯示為來自同一個IP,對內(nèi)連接時經(jīng)過轉(zhuǎn)換和重新編址對應(yīng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的特定設(shè)備。NAT就像是一種恩賜,消除了網(wǎng)絡(luò)上每臺設(shè)備對真實IP地址的需求,允許相同的IP可以反復(fù)的使用。
如果NAT只是簡單的妥協(xié)方案或者說只是臨時避免地址耗盡的一招,那么IPv6也許應(yīng)該推廣的更快。可是NAT不僅僅是一個應(yīng)急措施,它是一條設(shè)計網(wǎng)絡(luò)的正確道路,將一個系統(tǒng)的內(nèi)部組件隱藏起來,只把那些需要訪問的功能和特性向?qū)蛹壗Y(jié)構(gòu)中的下一層開放。
這樣的做法對于消費品世界沒有錯,給你家里的每一個器具都分配一個地址并且把它們開放到互聯(lián)網(wǎng)上,這聽起來很棒除非互聯(lián)網(wǎng)黑客在半夜里把你家的電冰箱關(guān)閉并且把熱水龍頭打開,不過這對于工業(yè)世界至關(guān)重要。良好的系統(tǒng)設(shè)計要求隔離功能,這會應(yīng)用到連接的下一層,其程度等同于在一個工廠內(nèi)的應(yīng)用程度。
這在現(xiàn)實中意味著什么?最重要的是它意味著系統(tǒng)的每一水平上都有安全的網(wǎng)關(guān)。在控制面板上,一臺設(shè)備會與所有其他設(shè)備連接并提供一個可安全訪問面板內(nèi)容的單點連接。
在紅獅的世界里,這臺設(shè)備是操作員面板,它構(gòu)成了一個自然的通訊連結(jié)。具有雙以太網(wǎng)口的HMI會提供NAT和網(wǎng)關(guān)服務(wù),它不僅可以運行在TCP/IP水平上而且在應(yīng)用層面上,集中多種來源提供的數(shù)據(jù)并通過通用的工業(yè)協(xié)議開放出來。在組織里的更高層面上,相似的網(wǎng)關(guān)會執(zhí)行類似的功能,允許在需要的地方訪問并將數(shù)據(jù)分開傳輸?shù)礁鱾€可管理的域內(nèi)。
云生活
在工廠層面以上,我們還會看到云技術(shù)所發(fā)揮的作用。
甚至對于某個站點的可路由IP的需求也會不存在,使用站點層面的網(wǎng)關(guān)建立起來的虛擬私人網(wǎng)絡(luò)(VPN)與基于云技術(shù)的服務(wù)器之間建立通道,任何人想訪問這個站點必須要連接到那些相同的服務(wù)器上。這已經(jīng)發(fā)生在移動電話數(shù)據(jù)上,紅獅的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品使用這項技術(shù)來處理限制向內(nèi)連接的移動數(shù)據(jù)計劃的局限性,而由于NAT的設(shè)計初衷就是為了方便,它正在被人們接受為同樣可以用在有線網(wǎng)絡(luò)方面的最佳做法和技術(shù)。
一直以來,世界都在一步一步的不停變化。網(wǎng)絡(luò)連接的范圍正在擴(kuò)展到工廠以外,這將會給網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和安全帶來新的挑戰(zhàn)。工程師們早在努力解決通訊層級結(jié)構(gòu)中底層的相同問題時就鍛造出了解決目前問題的工具。物聯(lián)網(wǎng)這個說法是手機(jī)銷售人員最喜歡使用的,他們意識到當(dāng)每個人以及他們的狗都擁有一部iPhone的時候,他們的銷售提成就危險了,因為物聯(lián)網(wǎng)是真實存在的,但是不是從任何地方都可以訪問任何事物。它指的是在合適的地方可以訪問必須要訪問的事物。正確的通訊基礎(chǔ)設(shè)施會保證這可以真真正正的發(fā)生。