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摩莎科技(上海)有限公司工业互联网解决方案高级架构师荣海生:工业通信新技术,加速智能化生产

2019-02-22 10:20

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  荣海生:大家好,非常感谢联盟能够给予这个平台和这次机会。我是来自于摩莎科技的荣海生,本次分享的题目是“工业通信技术加速智能化生产”。

  首先是一个简单公司介绍再进入到技术部分,有一些OPC、UA、TSN以及我们对网络安全的重视,最后是IT以及OT的连接。接下来就开始我们最简单的公司介绍。摩莎公司是一家台湾企业,成立1987年,到现在已经成立了30年,这30年以来一直坚持做的一件事就是工业通讯,没有去其他的领域进行拓展,一直在工业圈。30年以来做的设备,连接的工业设备超过五千万个,这是我们一直做的事情。这30年有一些经验的积累,从最早期的串口芯片设计到后面CPO的设计,硬件具有完全知识产权,做了这么长的时间,在工业设备设计方面积累了非常多的经验,像板级的EMC的防护、临界EMC防护都是非常有信心,我们的产品硬件5年保修,我们软件承诺10年维护。除了这个之外,还有远程电脑以及工业联网的产品。做了这些产品都有哪些?我们在这个转换器IO连接我们有相应的硬件,在工业电脑的部分会有一个很小型的前端,有点像电力里面讲的前置机的概念,在前面进行运用。在Iaas有交换机,有工业无线的产品可以把这些数据放到我们的系统以及连接云端,做了这些产品用在哪里我们有一些案例做分享。天宫二号有我们的产品,金砖峰会、在上海进博会有使用到我们的产品,在港珠澳大海也使用了我们的产品,尤其是经过了这个台风的洗礼,产品完全稳定的运行。除了这些之外还有一些案例我们会做部分的展示。

  公司的介绍部分非常简单,下面进入到技术部分。首先从OPC UA开始谈。非常感谢联盟去年年底做了网络调查,大家觉得最难处理的问题是什么?多源异构数据互联互通。其实厂家已经意识到这个问题,每一个人都占了一小块,就会形成各种各样的层次,大家都不能互相采集,怎么样改变这个现状?大家说我要说相同的话,我要做共同的标准,因为OPC UA会提出来,这样大家会讲同样的语言,讲一种语言大家可以相互理解。这是OPC UA的出发点。摩莎公司在这些方面也做了一些探索。OPC UA用在哪儿,用在SCADA系统里面,用在做数据采集的里面。做数据采集里面我们可以想象一下,从10年前SCADA到目前的SCADA,无论是算力还是网络传输方面来说都有成百上千倍的增长,传统SCADA是怎么做,是轮巡的机制也就是说我问你答的机制,我不问,你不要回答,不要乱讲话,这就是一种轮巡的机制,传统SCADA都是这样做的。摩莎在这里做了一些探索,把我们的控制器做成的主动上发的机制,让它在有异常的时候,把它的这个异常数据上发,正常的时候你问我我就回答,你不问我我就不回答,但是有异常马上就回复,主动把这个数据送出去,节约网络带宽。目前来说,工业场所里面很多的地方都非常喜欢用无线,因为无线非常适合生产线搬来搬去,做产量的调整,会带来非常大的不稳定性,数据丢失,经常会出现这样的状况。在我们的产品中可以放置SD卡存这个数据,如果说连网的之后还可以把这个数据再补上去,这是我们OPC UA LOOT都是通过这个技术进行互通。怎么传,网络这么发达一定通过网络走。

  我们网络是什么样的情况?目前的网络100%以太网。以太网从设计之初就是一个尽力而为的网络,如果说我没有能力对不起我没有办法,比如说一个人举手,有急事可不可以先走?这个时候非常好的技术出现了就是QoS,他说你可以排在前面,你可以先走,但是如果说所有的人都说我有急事先走,大家还是要排队,是一个尽力而为的网络。怎么样改变现状,要有新的网络标准出现。就是TSN。这张图上每一个设备都有时间表,每一个设备都会知道这个数据是要求什么时候发送到对方,在这个网络当中会有多个组站,这个组站会搜集每一台设备通信能力,比如说这一个口进去出去的这个时延多少,这个节点端发起这个数据包,发送到对方它的要求是多少,它可以保证你的数据送达,在固定时间内保证这个数据送达,而且在这个网络里面天生具有冗余的设计概念。按它会收到第一条,会把其他的删掉,会帮助大家非常好把这个数据准时送达。TSN还是一项未来的工业通信标准,为什么说是未来,因为TSN没有完全发布,TSN有很多的章节,还有一些没有制定出来,摩莎很早就参加了IIC、德国工研院,在国内参加了ECC以及AII组织的一些测试,通过我们作为OPC UA TSN第一批会员,也跟各个业界大咖一起讨论产品的发展趋势,技术研究方向,还参加了欧盟下一代TSN动车组的标准制定。

  设备的联网搞好了,也可以讲的同样的话,大家都到了同一张网上,会出现什么样的问题?路上过来一个人,我也不知道他是好人也不知道他是坏人,走路遇到一个坏人是很可怕的事情,怎么办?我们在这里也做了有益探索,我们做了一个软件:摩莎的MOXA view。是非常醒目标识出来这个安全性方面的缺陷,这些东西如何标?是不是随便标一下就不安全了?其实我们是有规则的。我们在这个软件里面内置根据了IEC62443标准制定的规则,本体的安全性,你的密码是不是定期修改,你是强密码规则还是弱密码规则,还有就是说你登陆了一个页面你忘了退出,你人离开了,这是不是会把你踢出去,这都写一些强制检查要求。做这个东西复杂吗?对于我们做应用的人来说,这个东西一定要简单化。只要一步一步地点,就可以完成,设置从来不费力。因此,这可以适用一般的工业用户,如果你要加自己的安全规则,也完全可以再增加进去。安全部分我们有遵循IEC62443所做新的规则。

  设备数据要上到云端,怎么样做到云端,我们探索了ThingsPro的软件,可以帮助我们把底下设备的数据进行主动采集,采集完了之后主动推送到云端去。谈推送到云端其实是非常好的把这个OT跟IT来联结在一起,为什么要连接OT和IT。IT跟OT看到东西角度是完全不一样的,IT看到的东西是整整齐齐,你问他每一个16进代码是什么意思,他张口就来,OT看到的这个事情,他眼中的事情非常丰富多彩,每一个描述都非常清楚,我们要做什么,我们就是要说做一个简单的页面,让客户可以不用改变,就可以把这个数据做成网络,把一些认证填好,就可以把这个数据送到云端,这是我们做的ThingsPro软件。

  这个软件我们分为云端和地端,可以提供通信加密。如果有人说我不要你的云端,也可以,我们地端可以完全独立运行,可以把这个数据送到微软的、阿里、亚马逊等等,后续会写程序不断进行支持。同时地端可以自己开发软件工程,搜集出来这个数据可以做简单运算再送上去,这是地端可以完成的功能。

  本次分享的议题,最主要的是OPC UA 、TSN安全以及我们不编程上网的概念。B06的展位我们也有幸做参展,欢迎大家到我们的展位上进行更深一步的沟通以及交流,谢谢大家。

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