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(chǎn)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(jīng)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(qū)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(jīng)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(zhì)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(jīng)擁有了經(jīng)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(jīng)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(zhuǎn)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(nèi)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(diào)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(nèi)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(diào)制解調(diào)器中已經(jīng)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)。