實現工業4.0的Solution

1. 智慧前端雲系統
ICP DAS Co., LTD
研發九處 游尚明

2. 大綱
2016/12/162
智慧前端雲
系統
前端設備
資料擷取
資料彙整與
邏輯控制
服務應用
主要技術 OPC MQTT
ICPDAS
方案
應用案例
U-5231架
構與功能

3. 工業革命的四個階段
2016/12/163
1782
發電
機械自動化
第一階段
驅動
生活品質
工程科學
蒸汽機
GB
1913
工業化
第二階段
流動性
傳送帶
US
1954
電子自動化
第三階段
微電子
電腦，數控，PLC
US/EU 2015
智慧自動化
第四階段
資訊、通訊及技術（ICT）
電腦化的物質系統
EU

4. 創新性&交互操作性
2016/12/164
圖片來源:www.theinstitute.ieee.org

5. 消費電子產品 -> 工業自動化
2016/12/165

6. 八大國際發展標準組織
2016/12/166
無線通訊解決方案聯盟
(ATIS)
中國通訊標準化協會
(CCSA)
歐洲電信標準協會
(ETSI)
韓國電信技術協會
(TTA)
印度電信標準發展協會
(TSDSI)
日本電信技術委員會
(TTC)
日本電波產業協會
(ARIB)
美國電信工業協會
(TIA)

7. 全球物聯網四大陣營
2016/12/167
OCF
英特爾與三星等主導
Allseen
高通與微軟領軍
Thread Group
Google和安謀合作
HomeKit
蘋果主導

8. 通訊協議比較
2016/12/168
Protocol CoAP RESTful HTTP MQTT
Transport UDP TCP TCP
Messaging Request/Response Request/Response
Publish/Subscribe
Request/Response
2G, 3G, 4G Suitability
(1000s nodes)
Excellent Excellent Excellent
LLN Suitability (1000s
nodes)
Excellent Fair Fair
Compute Resources 10Ks RAM/Flash 10Ks RAM/Flash 10Ks RAM/Flash
Success Storied
Utility Field Area
Networks
Smart Energy Profile 2
(premise energy
management/home
services)
Extending enterprise
messaging into IoT
applications

9. 前端設備資料擷取
2016/12/169
Field Area Network
前端設備資料擷取
前端資料中心BA
FA
HA
Gateway
Controller
Data
Concentrat
or
Field Area Network

10. 資料彙整與邏輯控制
2016/12/1610
前端資料中心
Cloud Interface
I/O OutputScaling
Collection Rule
IFTTT
Simulator

11. 服務應用
2016/12/1611
前端資料中心
Publish/Subscribe
Request/Subscribe Database
ERP
SCADAHMI
MES

12. 什麼是 OPC (Classic)
• Open Platform Communications (OPC)
• 做為工業與自動化行業用戶端之間的數據
資料交換及互操作的參考規範
• 特徵
作用於Windows平台
規範 OPC DA , OPC AC , OPC HDA
2016/12/1612

13. OPC的問題與解決方案
2016/12/1613
MES/HMI 應用
(OPC Client)
專有通訊協定
OPC 資料存取
HMI 應用
(OPC Client)
嵌入式 HMI
PLC
OPC Server
PLC
Internet
防火牆

14. OPC的解決方案與發展
2016/12/1614
問題 解決方案
如何讓OPC 解決更多問題 “OPC” re-branded: Data
Access
更多功能需要資料存取 OPC Data Access 1.0, 2.05a, 3.0
需要警報通知的規範 OPC Alarms & Conditions
需要儲存實時數值 OPC Historical Data Access
需要經由網際網路採擷資料的規範 OPC XML-DA
需要允許 PLC 對 PLC 的通訊 OPC Data eXchange
需要對伺服器/標籤的安全存取機制 OPC Security
需要批次處理操作規範 OPC Batch
需要簡單PLC 的程式規範 OPC Program

15. OPC UA
• OPC Unified Architecture (OPC UA)
• OPC Classic 下一代標準
• 應用於工廠網路與企業通訊
• 特徵
基於服務的物件導向設計(SOA )
Data model: OPC DA , OPC AC , OPC
HDA
Security: 身分驗證,訊息加密(SSL)..
跨平台與運算系統
2016/12/1615

16. 主要特色與優點
2016/12/1616
跨平臺
互聯網和防火墻友善介面
統一存取
標準安全模型

17. 主要特色與優點 - 續
2016/12/1617
單一解决方案即可整合
嵌入設備到企業系統
可經由設計達成的可靠性
建立於 OPC COM
的現有資源
彈性的物件導向資訊模型

18. OPC UA應用於物聯網和雲
• Microsoft在2015年在漢諾威展示，使用OPC UA Client
連接 AMQP Client來向 Azure傳遞資料。
2016/12/1618

19. OPC UA應用於物聯網和雲
• Microsoft在2016年在漢諾威展示，讓Azure直接可運行
OPC UA client(OPC UA Web Telemetry）。讓OPC UA
設備走HTTPS通訊直接與Azure連結。
2016/12/1619

20. MQTT - 主動M2M通訊協議
主要特色
 Pub/Sub主動傳輸
 快速、無縫彈性整合
 QoS保證送達機制
 提升開發布署效率
 最後遺囑功能
2016/12/1620

21. 工廠設備MES物聯網應用
2016/12/1621
UA-5231與MES系統完美銜接
Modbus 整合能力強

22. MES物聯網應用方案架構
2016/12/1622

23. 泵站設備互聯網自動化應用
2016/12/1623
無需繁瑣的PC 配置，
UA-5231 直接以Web
方式做的橋接

24. 泵站設備互聯網自動化應用架構
2016/12/1624

25. 智能計量-自動讀錶
• 分散測量（可選的本地資料緩衝）， 推送到中央
資料庫進行分析和配置結果
• 智能計量項目 能源監視
2016/12/1625

26. 潛盾機遠端維運
2016/12/1626

27. 樓宇自動化物聯網應用
2016/12/1627

28. 樓宇自動化物聯網應用架構
2016/12/1628

29. 工研院 應用案例
2016/12/1629
 Robot協同、互動作業
 每台機器手臂配置一台
UA-5231
 Robot間以MQTT溝通
 Robot資訊可透過手機
APP獲得
 Robor資訊以OPC UA
傳遞給圖控軟體

30. UA-5200系列
工業物聯網通訊服務器
 提供多種通訊協定轉換的工業物聯網閘道器
 體積小 、低耗電、低發熱
 具備抗干擾及寬溫工作能力
 分層(分群)系統，有效減輕後端系統負擔
 提供工業標準通訊(OPC UA)與物聯網(MQTT)服務，節省
使用者人力開發時間的資源及成本
2016/12/1630

31. UA-5231
 Web-based UI
 對上與上位機互動的服務
 OPC UA Server
 MQTT
 對下與I/O模組互動的功能
 支援Modbus TCP
 支援Modbus RTU
Master
 MQTT
 SSL/TLS加密
 提供MQTT連線支援
 Redundancy (OPC)
主動式通訊
業界首創
IIOT&IOT 雙模組
OPCUA
備援機制

32. 2016/12/1632