大家都聽過關于物聯(lián)網(wǎng)的熱烈宣傳。什么是物聯(lián)網(wǎng)？我需要它嗎？我的洗碗機在某一天會連接到互聯(lián)網(wǎng)嗎？新聞報道和社交媒體讓人們對這項重大革新如何改變世界產生興趣。盡管每臺家電和設備都擁有一個IP地址的愿景非常令人激動，但它并不能讓您通過手機登陸查看和控制每個工業(yè)面板儀表。但是，當工程師們已經開始使用串行通信的方式連接控制面板中的各種設備的時候，這些技術將在工業(yè)世界中開啟一個新的網(wǎng)絡連接時代。讓我們回顧一下工業(yè)聯(lián)網(wǎng)技術的演變過程以及當下它將如何助力行業(yè)發(fā)展。

演化壓力

工業(yè)控制技術的發(fā)展始終與聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展息息相關。作為獨立的控制面板制造商，紅獅控制公司一度面臨演化和開發(fā)能夠與工廠中所有設備通信的控制面板的壓力，包括PLC、驅動器、監(jiān)控系統(tǒng)等。隨著時間的推移，聯(lián)網(wǎng)和通信已成為公司生存的必要條件。設備聯(lián)網(wǎng)已經不僅僅停留在“聯(lián)網(wǎng)挺好”的口頭階段，而成為讓企業(yè)實現(xiàn)高效率和保持競爭力的必要手段。

互聯(lián)技術發(fā)展的各個階段

在工業(yè)聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程中，首先實現(xiàn)了同一控制面板中不同設備的通信。隨后，聯(lián)網(wǎng)技術演變?yōu)橥慌_設備中不同面板之間的通信，然后是一個車間中不同設備之間的通信，而現(xiàn)在，甚至不同的工廠都可以聯(lián)網(wǎng)通信。TCP/IP傳輸協(xié)議和以太網(wǎng)物理通信介質的日益普及也推動了工業(yè)聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，現(xiàn)在，不同地點之間已經擁有了經濟、可靠的傳輸帶寬，不管是通過有線通信還是無線通信技術，數(shù)據(jù)傳輸已經超越了空間的限制。

IPv4和IPv6編址

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展需要網(wǎng)絡架構的支持。第4版互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv4理論上只支持約40億個地址，并預期將很快用完。為了應對這個挑戰(zhàn)，IPv6互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議應運而生，它可以將IP地址空間大幅擴展。但目前IPv6并未廣泛流行，為什么呢？在我看來，一方面是因為它比IPv4復雜很多；另一方面，人們發(fā)現(xiàn)了一種解決“網(wǎng)絡地址危機”的方案，即網(wǎng)絡地址轉換 (NAT) 技術。NAT允許一個網(wǎng)絡中的所有設備使用同一IP地址訪問互聯(lián)網(wǎng)或其它網(wǎng)絡。因為網(wǎng)絡中每一個設備無需獨立IP地址就能夠訪問網(wǎng)絡，所以NAT迅速流行起來。此外，NAT還允許反復使用同一IP地址。

然而，NAT不僅僅只是一個應急的解決方案，更是設計網(wǎng)絡的一種正確方式。它隱藏了系統(tǒng)內部構成，只提供功能和特性供用戶訪問。在物聯(lián)網(wǎng)時代，這種網(wǎng)絡形式在用戶層應用中非常重要，因為盡管給每臺家電配置一個獨立的IP地址，并可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問聽上去很酷，但如果黑客通過網(wǎng)絡調高您的冰箱溫度并在凌晨3點打開您的電視，可能就沒有那么開心了 。在工業(yè)世界中，這種地址系統(tǒng)非常重要，好的系統(tǒng)設計要求具有獨立性以確保網(wǎng)絡安全。

下一步？安全網(wǎng)關

在工業(yè)世界中，系統(tǒng)的每層都需要安全網(wǎng)關。在控制面板中，一個設備可以與所有其它設備連接，并提供單一的連接點來安全地訪問面板的內容。在我們的世界中，這種設備就是操作面板，因為它是通信的自然中心。帶有兩個以太網(wǎng)端口的人機界面 (HMI) 可提供NAT和網(wǎng)關服務，不僅可以在TCP/IP層操作，還可以在應用層操作，并且能夠通過常見的工業(yè)通信協(xié)議集中來自多個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)。

傳輸至云端

我們還預測云技術將發(fā)揮重要作用，盡管這種應用超出了工廠層面。通過站點層級的網(wǎng)關建立連接云服務器的虛擬專用網(wǎng)絡 (VPN)，消除站點對于可路由IP地址的需求。這在蜂窩式調制解調器中已經實現(xiàn) – 在遠程設備之間創(chuàng)建VPN連接，消除蜂窩網(wǎng)絡限制接入站點的局限性。

互聯(lián)技術的新領域

隨著時間的推移，互聯(lián)技術將不斷演化，超越工廠的限制，并向網(wǎng)絡架構和安全性提出新的挑戰(zhàn)。但我們已擁有應對這些挑戰(zhàn)的工具，早年我們的工程師在處理底層通信時面對的類似問題讓我們開發(fā)了這些重要的工具。物聯(lián)網(wǎng)是真實的未來，但它并非是在任何時間、任何地點訪問任何信息，而是在必要時訪問必要的信息。工業(yè)領域的實踐表明，合適的通信架構將可確保這個目的的實現(xiàn)。