智慧前端雲系統

ICP DAS Co., LTD

研發九處 游尚明

大綱

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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

工業革命的四個階段

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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

創新性&交互操作性

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圖片來源:www.theinstitute.ieee.org

消費電子產品 -> 工業自動化

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八大國際發展標準組織

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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)

全球物聯網四大陣營

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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

通訊協議比較

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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

前端設備資料擷取

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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

資料彙整與邏輯控制

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前端資料中心

Cloud Interface

I/O Output Scaling

Collection Rule

IFTTT

Simulator

服務應用

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前端資料中心

Publish/Subscribe

Request/Subscribe Database

ERP

SCADA HMI

MES

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

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OPC的問題與解決方案

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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

OPC的解決方案與發展

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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

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 2016/12/16 15

主要特色與優點

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跨平臺

互聯網和防火墻友善介面

統一存取

標準安全模型

主要特色與優點 - 續

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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

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。

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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。

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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

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工廠設備MES物聯網應用

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UA-5231與MES系統完美銜接

Modbus 整合能力強

MES物聯網應用方案架構

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泵站設備互聯網自動化應用

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無需繁瑣的PC 配置， UA-5231 直接以Web 方式做的橋接

泵站設備互聯網自動化應用架構

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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

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潛盾機遠端維運

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樓宇自動化物聯網應用

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樓宇自動化物聯網應用架構

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工研院 應用案例

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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

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

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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

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