■資料來源：德國倍福
前言
德國倍福為實現工業4.0 理念和物聯網鏈接提供現今需要的基礎性技術和工具，這些技術和工俱全部基於PC控制。除了更高效地完成傳統的生產和工程控制任務外，TwinCAT 工程和控制軟件平台還適用於創建諸如大數據、模式識別和狀態或電力監控等應用。現在新的軟件庫支持在控制器和基於雲的服務之間的高級分析和通訊功能：“TwinCAT Analytics”以同步於機器的周期在本地、服務器或者云端保存過程數據。所有的數據被記錄並服務於進一步分析；這使新的預測維護技術和最小化機器的停機時間成為可能。
實現工業4.0 方案
在工業4.0 大概念下，對機器產生了更多不同的需求，例如工程、模塊化、通訊、數據分析及智能係統。尤其數據分析是多方面的：在線和離線狀態分析、預測性維護、模式識別、機器優化及長期數據歸檔。 “狀態分析”功能很好地說明了數據分析的重要性。當然，任何情況下，機器處理過程錯誤的代價都是非常昂貴的，因此也是不可取的。但是，如果無法獲取過程錯誤分析所需的關鍵數據則會使情況更加嚴重，因為這些數據可以提供導致機器出故障的線索以及最佳解決方案。而且，如果沒有這些數據分析，恐怕再也無法找到機器故障原因。通常情況下採取的第一種方案就是集成附加的數據記錄機制；然而，這些機制只能提供處理錯誤再次發生的線索。因此，關於是否會隨時出現進一步的生產損失存在極大的不確定性。這正是基於工業4.0 理念的新方案TwinCAT Analytics 的目標所在。它不僅沿用了久經實踐考驗的TwinCAT 技術（如PLC、Scope View、狀態監測和MATLAB®/Simulink®），而且還充分利用了為TwinCAT Analytics 專門研發的全新產品線。
TwinCAT Analytics 實現工業 4.0 方案
Analytics 基礎架構
通過IoT 通訊接口，機器製造商和最終用戶在設置TwinCAT Analytics 時將獲得充裕的空間進行控制。一個重要的方面是IoT 接口並不就意味著必須將某些數據存儲在公共雲上。同樣的技術可以用於私有局域網絡，並提供給客戶靈活的選擇。這意味著可以在本地任意具有合適的運算能力的機器上對記錄的數據進行分析。然而，通過IoT 連接，機器製造商可以在位於其自己網絡環境中的一台功能強大的電腦/ 服務器上分析其位於工廠的本地雲上的機器數據。Twin CAT Analytics 可以在虛擬的全球雲平台上運行或者在機器供應商IT 架構中的現有設備上運行。被授權的外部分析員可以獲得不同格式的數據文件，或從雲服務器中的TwinCAT Analytics CloudStorage 中安全檢索數據。
TwinCAT IoT
信息技術與自動化技術（IT+AT）的融合使得實施更加高效、靈活的自動化工程成為可能。因為相關數據的複雜性和多樣性的劇增，隨之而來對現代的、分佈式工業項目的過程數據與IT 系統的數據交換的需求也在持續增加。傳統的做法是將過程數據集中存儲在一個專用設備中，而現在，該功能逐漸成為任意一個現代控制器的基本功能。真正的附加值僅通過過濾、進一步處理和解釋採集到的數據，以及簡單建立起必要的基礎設施實現。IT 經理們越來越重視提供一台合適的分佈式IT 設備，包括相關的信息安全方法等。這些基礎設施以及相關的維護現在被放置在雲系統中。
這些系統讓設備生產商們能夠集中並安全地訪問過程數據及其它分析功能，從而能夠快速、輕鬆地處理採集到的數據。Twin CAT Connectivity 產品系列中的TwinCAT3 IoT 產品為用戶提供基於標准通訊協議交換過程數據、直接訪問數據和雲服務供應商提供的通訊服務等各種功能。此處一個要點是這些服務並不是必須要在一個公共雲上運行。同樣的技術也可以被用於私有網絡。其中的一個重要優勢源自Twin CAT IoT 與Twin CAT Analytics 的協同工作。採用TwinCAT3 IoT產品為多台機器的中央數據分析建立一個Twin CAT Analytics Workbench 可以帶來高度靈活性。
TF6100 | TC3 OPC UA
OPC 統一架構（OPC Unified Architecture，OPC UA）是傳統OPC 的下一代標準，並被描述為一個全球化的標准通訊協議，該協議支持跨供應商、跨平台的過程數據傳輸。OPC UA 滿足了工業4.0 和IoT 的需求，這也是為什麼很多工業4.0 標準將其作為官方通訊協議的原因所在。OPC UA 的主要特性之一便是它是一項直接在通訊堆棧中集成了信息安全機制的標準。Twin CAT OPC UA 允許訪問Twin CAT runtime 環境或者直接由runtime 與其它UA 設備通訊，它由客戶端和服務器組件構成，以便提高所連接設備項目設計的靈活性。通過基於PC 的控制技術，Twin CAT 自動化軟件支持基礎設施即服務方案，這裡，Twin CAT OPC UA 服務器和Twin CAT OPC UA 客戶端都可以在雲端執行。能夠在一個面向服務的PLC 架構基礎上檢索過程數據並在雲端對這些數據進一步進行處理，比如，在將數據存儲在數據庫中。這就是所謂的“SOAPLC”，它基於Twin CAT runtime 中用戶可定義的方法，它可提供用於通過OPC UA 實現安全的遠程方法調用。■
