设备联网工作建设方法和步骤
1、前言
? ? ? 原計劃在“制造業數字原生的OT數倉建設”一文完成后，把關于如何開展設備連接的工作快速整理出來，因為各種原因沒有沉下心來準備和完成，這里僅把之前列的大綱補充說明，供參考。
? ? ?設備聯網工作人們經常談到接口對接的復雜性、行業特性等，不同行業差別很大，看到同事培訓時說“工業數據采集沒有標準”深以為然。
? ? ?雖然聯網工作沒有標準，但還是有套路，可以按一定的方法來推進，實現項目的可控交付。
2、明確數據采集范圍
? ? ? ? 從IT角度來說，是希望所有的設備數據都能聯網采集和存儲，但這涉及到一個投入產出比和建設周期、項目預算等各方面因素的綜合評估。
? ? ? ?流程制造行業設備的自動化程度高，一般建設有SCADA系統，設備數據在產線購置時就已經實現了聯網。這種情況下的數據采集工作較為簡單，從SCADA系統的OPC接口采集數據即可。
? ? ? 離散制造行業生產設備廠家極其多樣化，自動化水平參差不齊，對接時需要特別注意。
? ? ? 在項目開始前，需要對現場設備先從設備資產角度進行盤點，從工廠、車間、產線、工序、設備名稱、規格型號、制造廠商、投產時間、是否需要采集數據等多維度進行梳理，對設備的總量和需要采集的設備數據進行清理。?有了這些原始的盤點數據，對整個設備聯網的工作量和成本能有一個初步評估。
3、確定物理層對接方式
? ? ? ?對于需要采集的設備，需要進一步確定物理層對接方式，這時需要對類設備進行細化。
? ? ? ?沒有自動化系統的設備：可以通過安裝采集模塊的形式采集電流、產量等數據，采集模塊根據預算和對可靠性要求，選用簡單的采集盒子、亞當模塊或PLC等。
? ? ? ?有自動化系統的設備，需要確定設備支持的物理層接口，比如以太網、4G/5G、Wifi、RS485、RS232、CAN、Profibus-DP等。目前市場上有很多種不同形式的網關，RS485、RS232、CAN、Profibus-DP等非以太網接口，可以考慮轉為以太網形式。這樣做有幾點好處：一是抗干擾能力大大加強，二是布線的靈活性提高，還可以組網和路由，三是避免修改總線地址帶來的風險。? ? ? ?
4、確定軟件接口協議
? ? ? ?軟件的接口協議與物理層沒有必然聯系，軟件接口協議主要解決兩個問題：采用什么樣的數據規程通信、數據項如何解析。
? ? ? 軟件接口首先推薦使用OPC UA，作為工業界事實上的標準，工業組態軟件和PLC等設備都廣泛支持。設備端為服務端，配置好IP、端口、安全驗證方式后就可訪問，數據項能通過OPC UA協議自動發現。
? ? 其次推薦使用Restful API形式的接口，內容采用JSON格式、UTF8編碼。Restful接口實現方式簡單，.NET和Java都很容易實現。Json格式簡單明了可以直接識別，調試簡單。
? ?純文本數據，也可以在TCP基礎上，使用ASCII編碼方式，STX開始、ETX結束。
? ?如果采用其他格式，需要注意對中文的編碼方式。
? ? 需要特別注意的是，有些設備的數據聯網需要購買授權才能訪問，在設備購置時最好一起選購。沒有購買授權的需要考慮設備授權的費用。
5、成本預算
? ? ? 在前面幾步工作基礎上，可以做整個聯網工作的成本預算了。主要是根據預算情況調整采集的設備數量、采集需要的網關設備和網絡設備品牌和型號等。不同方案之間成本相差很大，可以參考同類企業做推薦方案。
6、硬件采購
? ? 工控設備的采購周期一般較長，通常需要簽合同付款后4~8周，緊俏商品需要的時間更長，在做項目預算時需要考慮內部采購流程時間和供應商的供貨時間。
7、硬件施工
? ? ? ?硬件施工分為三類，一是網絡的施工，二是網關和轉換器的施工、還有就是設備的修改（比如IP地址調整、協議設置配置等）。這幾類施工可以并行進行。
8、接口開發
? ? ? ?選用合適的開發工具，依照接口協議開發。
? ? ? ?部分設備接口驅動依賴于Windows平臺，可以考慮采用.NET開發，其次是JAVA。
? ? ? ?現場設備很多時候是一直生產，調試時間有限，可以考慮找些仿真器先模擬調試。開發過程需要對往返多做記錄，方便分析，節省調試時間。
9、數據存儲
? ? ? ?目前時序數據庫很多，考慮滿足對采集數據的全量高頻次存儲。這方面可以參考前面的博文。制造業數字原生的OT數倉建設https://mp.csdn.net/mp_blog/creation/editor/120459049
? ? ? 使用濤思時序庫在數據庫建模方面，也可以考慮建立多數據類型的統一模型，即vint int,vfloat float,vbool bool,vstring string和tag vtype。每個數據的類型是固定的，用vtype可以區分那個數據項有效。這個模式下存儲數據會比之前的分類型存儲都5~20%的存儲，完全可以接受。新版本允許數據值為NULL，更加節省存儲。
? 存儲驗證參考博文：TDengine不同數據模型下的存儲對比驗證_PascalMing的博客-CSDN博客
總結
以上是生活随笔為你收集整理的设备联网工作建设方法和步骤的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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