优化生产流程：数字化工厂中的OPC UA分布式IO模块应用

背景

近年来，为了提升在全球范围内的竞争力，制造企业希望自己工厂的机器之间协同性更强，自动化设备采集到的数据能够发挥更大的价值，越来越多的传统型工业制造企业开始加入数字化工厂建设的行列，实现智能制造。

数字化改造推动工厂越来越“聪明”

1 数字化车间的概述

简单来讲，相较于传统工厂的转型升级,主要利用物联网技术，实现设备、人、系统之间的互连。本质上就是，实时收集和分析数据，对工厂设备可能出现的故障，提前预警并找出最佳的解决方案。让工厂每台设备保持最佳的状态运行的同时，减少人工成本的投入和生产出最佳的产品，属于一种新型的生产方式，确保实际生产工作有序落实，而且可以保障生产产品质量安全。

2 OPC UA

OPC UA是一项开放标准，适用于从机器到机器间（M2M）的水平通信和从机器直到云端的垂直通信。该标准独立于供应商和平台，支持广泛的安全机制，并且可以与PROFINET共享同一工业以太网络，在制造机械中普及程度越来越高。

OPC UA采用互联网标准使用的安全技术，满足了完整性、机密性、可用性等三大安全需求。实现了使用数字签名的数据确认和严密的消息加密，使FA与IT安全互连。OPC UA是下一代的OPC标准，通过提供一个完整、安全和可靠的跨平台的架构，实现云端的数据有效管理，打破了数据壁垒，使得各种数据孤岛互联互通。

为应对工厂数字化发展需求，保证数据安全可靠通讯，钡铼技术推出具有OPC UA的分布式I/O模块BL205。其安全性高、成本效益显著，可广泛应用于工业各种生产过程监控中。

为什么叫分布式I/O呢?

因为我们可以利用所需总线通讯协议将它们散布在比较广大的范围里，实现超大面积的信息采集和指令输出。举个简单例子，锂电池pack生产线主要由以下几个步骤构成：电芯测试、打标机、自动焊接、质检和包装。每一个环节都有接近开关、传感器、执行器等，每一个都要用线连接，极为分散，这样首先布线成本将会极高，现场也不方便维护，而分布式I/O恰恰适合用在这样的场景之下，不仅可以减少布线，还增强了抗干扰能力。其实任何能够实现自动化控制的控制器，其工作过程无外乎三个，即:

1、数据采集

2、分析处理

3、指令输出

性能相同，实际用哪种，看具体项目需求以及预算，如今数字化工厂越来越普及，市场战旗蓬勃，同样性能且价格公道的分布式I/O，为何不用呢？

在钡铼众多分布式I/O实践案例中发现，与原有生产模式相比，劳动生产率提高了，转换成本降低了，能耗降低了，且百分百实现可记录事故“零报告”。今天小编就带大家一起近距离感受一下这款明星产品的魅力。

功能介绍

分布式IO本身由耦合器和IO模块（可以挂载多个I/O模块）组成，耦合器可以理解为分布式IO的大脑，负责所有的数据交互处理，而I/O模块，就是对应了PLC中的输入输出设备，钡铼技术的I/O模块包含多个型号，如：AI、AO、DI、DO、PT100、RS485，同时提供2个网口，可以实现级联；当其中一个耦合器出现故障时，其他耦合也能正常使用。还采用插拔式设计，用户可以根据需求自由组合I/O。

》安装省力，插拔式设计；I/O 模块可拆卸更换模块更轻松。

》工业宽温宽压，抗石墨粉尘能力更强，各种恶劣环境下使用无忧。

》多种协议支持Profinet、Modbus TCP、Modbus RTU、MQTT、OPC UA、Ethercat 、BACnet IP等多种协议，输入DI\DO\AI\AO特殊模块等，提供更多选择，满足不同工业场景。

总结

四大特点

娇小（结构紧凑、体积小）

高颜值（工业美学设计）

傻瓜式（使用简单）

即插即用（快速拆装）

两大亮点

● 无需网关 直接上云

目前很多企业在对许多老旧设备数字化改造时，会选择具备OPC UA的协议网关，让数据经过网关的处理后再上传到SCADA或云。而分布式I/O已经在固件中设置了支持OPC UA的数据传输模式，用户无需协议网关，即可让数据直接穿透各层，到达支持OPC UA的客户端。相比于传统方式，发布至I/O不仅使现场的布署安装更加简单便捷，同时帮助用户上传数据更简单。

● 边缘计算 缓解压力

边缘计算是指在信号采集之后进行数据运算，这样可以降低延迟，节省带宽。简而言之，边缘计算意味着在上位机运行更少的进程，缓解上位机和云端的压力。如若数据上传失败，可以将计算放到分布式I/O本地处理和存储，依旧能实现底层I/O信号的联动控制。并且正常情况下，可地减少客户端和服务端之间必须进行的长距离通信量，这对于一些需要快速响应和高可靠性的工业场景来说也是非常重要的。