針對工業(yè)物聯(lián)網平臺升級的Zenon方案

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針對工業(yè)物聯(lián)網平臺升級的Zenon方案

眾所周知，我們的許多長期客戶一直以來都依賴于zenon所提供的靈活、可復制和可擴展的核心功能特性，這些獨特性能在過去完美地解決了項目開發(fā)者和用戶的需求。在當代持續(xù)數(shù)字化、工業(yè)4.0標準，以及工業(yè)物聯(lián)網（IIoT）項目的新挑戰(zhàn)背景下我們見證了這些傳統(tǒng)優(yōu)勢正成為通用及多功能工業(yè)軟件的基本特征。為此，我們將在市場上推廣的這個服務網絡將是zenon軟件平臺的再一次全面功能擴展，并依些來為客戶提供面向未來的新一代解決方案。

對任何行業(yè)從事任何業(yè)務的公司而言，是否能將其所有業(yè)務層級的信息流無縫集成是成功的關鍵因素。因此信息是提高生產、IT 等部門效率的基礎。這就是為何企業(yè)必須確保其所有組織計劃和生產的數(shù)字化項目都支持這些信息流的集成。

信息流標準化開辟了一系列的新機遇。這包括對現(xiàn)有業(yè)務模式的持續(xù)改進，或者是開發(fā)出新的業(yè)務品種。越來越多的智能機器和設備不再是簡單地通過工業(yè)物聯(lián)網（IIoT）來交換相關數(shù)據(jù)。事實上，零件、機器、設備組甚至整個生產都需要使用這些數(shù)據(jù)，從而能夠依據(jù)既定的模式和結構對不斷變化的環(huán)境和參數(shù)做出響應，而且通常期間都不會有任何人工的數(shù)據(jù)錄入。這還意味著允許跨越多個不同地點的生產線進行分布式的項目工程設計，以使得從中央控制室來配置和維護這些生產線更輕松。集中控制的益處在不同地理分布或不易現(xiàn)場維護的系統(tǒng)中尤為明顯，例如在生產可再生能源（如光伏或風力發(fā)電站）行業(yè)的應用上。

新一代軟件平臺的組件有包括zenon編輯器、zenon runtime 和 zenon Analyzer，所有組件均已基于集成化和網絡配置方式進行開發(fā)，并要求易于用戶穩(wěn)固使用。用戶渴望zenon能夠不斷自身演進的需求，以及我們對自己產品所提出的高標準，都促使我們不斷重新評估正在開發(fā)中的軟件平臺及其組件的功能。新推出的這個服務網絡概念正是旨在達成這一目標，以支持我們產品的進化。簡單地說，服務網絡模塊是將zenon轉為分布式軟件平臺的功能升級，并促進zenon 在IIoT中的集成作用。其組件或服務旨在勝任各類特定任務的完成，讓這些任務可以獨立地在不同的系統(tǒng)上安裝和操作。由于該服務網絡可以物理和虛擬計算機上啟動服務，故可將其布置于各類云平臺，這給予了zenon的用戶完全的靈活性，使他們能夠實施高度專業(yè)化和特定的解決方案。從跨越不同地理位置和協(xié)同生產的網絡系統(tǒng)，到簡單地連接物聯(lián)網設備（如智能能源儀表和可穿戴設備或集成第三方系統(tǒng)），我們的服務網絡可實現(xiàn)的功能幾乎是無限的。

在單個服務中有使用獨特的 Web 技術，如 Docker 和 Kubernetes，這意味著它們的應用很靈活。服務網絡功能從 zenon 8.10 和 zenon Analyzer 3.30 版本（zenon 版本 2019 ）開始提供。核心組件是服務中心–它是IIoT平臺中的通信中心。所有系統(tǒng)間的全部數(shù)據(jù)交換都是由它來控制。除了zenon 編輯器、zenon 運行版和 zenon Analyzer之間是通過服務中心進行無縫通信外，服務網絡所提供的 API 可編程接口還有助于系統(tǒng)與其他第三方通訊（如用于數(shù)據(jù)的檢索和獲取）的連接順暢。所有相關通信均經過加密，并需要數(shù)據(jù)準入和數(shù)字證書，這樣就確保了即使是在使用公共網絡（如 Internet）時也能安全地傳輸信息。集成的身份驗證和授權機制使用戶能夠針對每個應用程序定制權限管理的策略。

現(xiàn)在讓我們來看看服務網格的組件及其結構體系。通常，由生產現(xiàn)場本地安裝的zenon 和zenon Analyzer 構成了項目的基礎。然后，zenon 運行版和 zenon Analyzer之間的數(shù)據(jù)交換仍可以像以前那樣直接完成。同時在zenon運行版被連接到服務網格后，則可以將其各自的時序事件列表（CEL）或報警信息列表（AML）中的變量值及提示內容傳輸?shù)狡渌丈稀＿@些數(shù)值可以是實時數(shù)據(jù)，也可以是歷史存檔數(shù)據(jù)。通過對其數(shù)值變更的處理，或數(shù)據(jù)預測模型，就可以控制網絡運行中的各子系統(tǒng)及其相關聯(lián)的生產過程。在該服務網絡體系結構中，zenon編輯器可以為zenon Analyzer提供項目的元數(shù)據(jù)，還可以配置在服務網絡中提運行的項目內容。將 zenon Analyzer連接到服務網絡后，可以向服務中心提供報告分析結果和數(shù)據(jù)預測。在第三方應用程序的幫助下，則將可被用于進一步的數(shù)據(jù)挖掘和處理。

只要需要，信息可通過服務中心共享并提供給其他成員。 服務中心由兩個部分組成：數(shù)據(jù)中心和管理控制器。數(shù)據(jù)中心用于確保消息和事件傳達給相關接收方，而管理控制器則負責維護各項服務的訪問權限。管理控制器會確定服務是否被授予應有的訪問權限，并將此信息轉發(fā)到數(shù)據(jù)中心。系統(tǒng)必須為每個服務生成單獨的訪問數(shù)據(jù)，以確保只有經過授權的服務才能使用和提供數(shù)據(jù)。

通過服務網絡API接口簡單連接第三方組件或客戶端（如 Web 應用程序、移動應用程序、MES或 ERP 系統(tǒng)）即可顯著擴展此軟件平臺的當前應用范圍。通過訪問應用程序編程接口，系統(tǒng)的變量值，或甚至是整張報表都可在外部的客戶端中進行檢索和處理，同時也方便在zenon內無縫地處理所連接的第三方數(shù)據(jù)。該接口當前提供 REST 架構進行數(shù)據(jù)通訊。然而，此API接口是專門為處理不同協(xié)議和接口的模塊化而設計的。所以諸如OPC UA和MQTT等協(xié)議的擴建工程也已經在進行中。由此在第三方系統(tǒng)中顯示或使用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可用選項范圍將變得非常廣泛。例如應用微軟的Azure云分析等服務項于用戶自定義創(chuàng)建的商業(yè)智能解決方案中，或者可以使用像 Grafana 這樣的開源平臺來定制針對各個業(yè)務用途的數(shù)據(jù)可視化應用。

對HTML Web引擎的使用也針對現(xiàn)有的zenon用戶進行了調整。在zenon 8.00 及之前版本中，Web引擎必須通過SCADA 運行連接器來直接與運行系統(tǒng)通信。現(xiàn)在則可通過強化后接口和服務中心連接，所以不再必須像之前那樣。當前已有的系統(tǒng)功能（如用戶登錄、發(fā)送值變更，或顯示變量值）仍然可用。在未來的服務網絡開發(fā)計劃中，Web引擎將基于HTML來呈現(xiàn)全部的生產數(shù)據(jù)，分析以及報表應用。即使在傳統(tǒng)的自動化網絡之外，這些應用程序的使用也將變得更加容易。

盡管有簡單連接第三方組件的優(yōu)勢，但請務必記住，此類連接必然也具有潛在的安全風險。驗份服務與策略的協(xié)調互動將會確保系統(tǒng)的高安全性標準，其可以調整以滿足每個項目的需要。驗證服務會使用服務網絡的 API接口來檢查用戶或客戶端的所有連接請求。這些請求允許通過 Microsoft的活動目錄、Azure的活動目錄或 LDAP（輕量級目錄訪問協(xié)議）來進行處理。通過驗證服務成功授權后，策略服務將為其建立確切的授權。可為單個服務或用戶授予高度特定的讀取、寫入甚至配置權限，無論是針對特定項目還是針對單個變量，都會提供一整套的設計變體。服務網絡組件所有設置的初始配置、維護和擴展均可通過基于Web的門戶輕松執(zhí)行，該門戶負責用戶管理、發(fā)布授權，以及連接外部服務及客戶端。

zenon: an Upgrade for the Industrial Internet of Things Platform

上海鼎茂興自動化技術有限公司供稿