前 言

工業自動化可以通過控制工業生產中的各種參數實現過程控制，充分利用能源與各種信息來進行生產工作。在全自動化生產階段，生產過程中的全部工序都可以由機器連續、重復地完成，變成一個真正意義上的智能工廠。中國 “十四五”規劃將加速智能制造產業鏈進程，且隨著我國的制造業轉型升級，工業機器人發展迅速。目前，中國工業機器人密度排全球第15名，工業機器人裝機量逐步接近20萬臺，預計汽車行業、非汽車行業工業機器人密度將持續增高。

案例介紹

R?chling集團是生產塑料材料定制產品的先驅，著手研究一種創新的解決方案，以實現機器與商業管理系統的互操作性并使之能夠有效應用于現有的車隊和新機器。其中的典型案例是新開發的摩托車油箱。這款新油箱的兩個外殼由一臺帶有雙注射系統的注塑機制成，并通過其他機器人對這些外殼進行組裝。

為了達到所需的效果，需要將參與生產油箱的機器與智能工廠系統連接起來，并提供一個雙向的通信機制。一旦ERP收到產品的訂單，它就會與智能工廠系統進行通信，而智能工廠系統則根據從這些機器上收到的信息管理機器并安排制造產品。1

挑戰1：自動適應不同的PLC協議

向智能工廠系統提供各種過程信息的機器和設備通常來自外部廠商或自制，這意味著為了獲取數據，必須通過基于PLC的專有通信協議進行通信來適應不同廠商的設計方案。要做到這一點，則需要直接在PLC上編寫通信庫來讀取監測到的過程變量，并使其能夠在OPC UA之類的服務器上使用。這個過程看似簡單，實際上需要不斷修改PLC程序，因為其中許多程序是過時的，且與控制器的軟件更新相關的停機時間十分關鍵。此外，實際可用的必備庫及其許可費也是必須考慮的內容。2

挑戰2：與云的雙向交流

利用智能工廠系統獲得的數據能夠有效結合機器的狀態來協調生產，并為機器提供必要的信息使得生產可以持續進行。此外，智能工廠系統獲得的數據可以保存下來并進行分析，從而不斷優化生產過程。因此，有必要通過MQTT將從PLC獲得的機器數據交互給智能工廠服務器。

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挑戰3：嚴格的連接要求

從PLC讀取數據到MES接收過程信息的整個周期必須保持在一個特定的時間閾值之內，此外，為了減少數據傳輸時因連接問題而導致的數據丟包問題，還需要一個本地數據庫作為通信緩沖區。 4

挑戰4：安全遠程協助

從PLC讀取數據到MES接收過程信息的整個周期必須保持在一個特定的時間閾值之內，此外，為了減少數據傳輸時因連接問題而導致的數據丟包問題，還需要一個本地數據庫作為通信緩沖區。

虹科ASEM UNIQO解決方案

虹科ASEM UNIQO的RM20系統可以提供一個完整的IIoT解決方案，來使機器與智能工廠系統連接起來。RM20作為IIoT網關，結合了UBIQUITY平臺的遠程協助功能和UNIQO的編程潛力，使其成為實現IIoT網關解決方案的理想系統。

利用UNIQO軟件的集成性，可以創建一個智能和完全動態的應用程序，用于執行所有需要的操作。應用程序通過提供給系統的配置文件獲得與PLC通信的基本設置（IP地址和端口，使用的PLC類型）。一旦啟動應用程序，就可以與已定義的PLC建立通信，并在運行時獲取PLC程序中定義的變量列表。事實上，這些變量在設計時是未知的，因此需要在每一個機器執行周期內，即生產或加工一個工件的過程中，根據表征這些變量的名稱和結構類型來獲取有用的變量。

在這一點上，應用程序根據配置的協議從機器的PLC導入數據，并通過OPC UA服務器使其成為適當的數據結構，從而為診斷和監測提供一個通用和有效的接口。此外，虹科ASEM UNIQO通過將一個開源的C#庫集成到應用程序中形成一個新的發布機制，可以通過MQTT協議將預處理的數據發送到智能工廠系統中。

虹科ASEM UNIQO集成現有代碼的可能性允許用戶完全定制和優化應用程序，從而滿足用戶的特定需求，其中包括必要的本地數據緩沖，以便在網絡連接不可用的情況下避免丟失信息（存儲功能）。一旦連接被重新建立，數據就會被發送到服務器（轉發功能），而服務器又會與連接的機器進行通信。對于這種特殊情況，我們決定使用NoSQL數據庫作為虹科ASEM UNIQO在SQLite數據庫上提供的存儲功能的替代品，并允許現有邏輯的完全重用。

經過測試，UBIQUITY集成到RM20產品中的功能令人滿意，它也可以連接到網關并通過VPN通道遠程連接到機器子網的自動化設備，從而實現進行監控、診斷和提供幫助并滿足IEC 62443-3-3定義的遠程控制和安全要求。UBIQUITY還能確保機器的安全，允許自動化子網和IT網絡之間的分離。

產品介紹

虹科ASEM UNIQO

-HMI、IIOT 和工業 4.0 應用程序的革命性軟件-

基于UNIQO，具有完全模塊化和靈活的架構，大大縮短開發時間

符合人體工程學和直觀的HBI，完全支持 OPC UA 標準的規范

ARM和x86架構兼容，并與Windows和Linux操作系統兼容

使用 UNIQO，OPC UA 可用于從該領域獲取數據、機器和機器之間交換信息（M2M）、與MES/ERP管理系統對接以及與云基礎設施的對接。

通過使用 C# 語言編程，完全自定義 HMI 應用程序的功能，從而創建完全適應每個應用程序特定情境的獨特解決方案。

責任編輯：haq