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在全球范圍內提供來自不同來源的傳感器數據和信息，并以有意義的方式鏈接這些數據和信息 - 這是工業4.0的關鍵。新的商業理念使得有必要使這些信息在全球范圍內可用，并且不僅可以在公司內部訪問，而且可以超出公司的范圍和位置。

傳感器

傳感器是自動化技術的眼睛和耳朵，并提供關于機器或系統的當前狀況的各種信息，例如關于位置，壓力和溫度等。信息的多樣性反映了所使用的大量源。但是，最終工業4.0的重點是，如何從不同來源獲取這些數據和信息，以有意義的方式將其鏈接起來，匯總并在全球范圍內提供？

一方面，存在在現場或控制級別生成的信息。另一方面，需要集中管理信息，例如在MES或ERP系統中。這里的主要問題是，要鏈接的信息不僅必須在公司或位置內可用且可訪問，而且還必須經常在位置邊界之外交換以獲取新信息。

數據

經典自動化金字塔中的數據從一個級別流向另一個級別：現場級別的傳感器或執行器僅與更高級別的控制器通信; 機器控制將其數據與生產計劃交換，生產計劃又與公司的ERP交換數據。這些系統轉換通常會過濾數據，從而成為障礙。要克服并在功能上發展這些障礙通常是非常耗時和昂貴的 - 實際上這是使用網關或協議轉換器實現的。

因此，消除這一障礙必須是所有工業4.0活動的主要目標。在大多數生產過程中，不可能完全克服這些障礙，因為生產過程以極高的循環速率進行，或者必須遵守精確定義的順序。目前正在開發用于現場級參與者與開放式架構中的ERP系統之間的確定性通信的解決方案。此外，可以直接從不同來源尋址的中央池與現有的轉移過程并行地形成。

為此，許多公司在內部服務器或云中的私有租戶上設置了“私有云”或“邊緣云”，其中訪問權限首先保持完全“私有”。如果作為新業務構想和模型的一部分，有必要將其他信息提供給其他公司，地點或云，則可以在不同租戶之間交換此信息，并考慮特定的使用授權。

云

云容量是可擴展的，允許記錄大量數據 - 甚至是目前尚不清楚的數據是否可以從中獲取知識以及是否可以在以后使用它來產生效益甚至業務案例。因此，主要目標是首先記錄來自各種不同來源的數據，以匯總這些數據并使其可用。

下一步是鏈接數據。稍后將清楚這些數據是否可能用于新的業務模型。比喻說，我們目前正在建設一條高速公路，貨物可以在以后運輸，然后我們可以附加商業案例。現在沒人知道這條高速公路的確切位置。

過去，控制單元和相應的傳感器或致動器之間的點對點連接已經成為工業自動化的主導。主從通信模型目前占主導地位。這意味著控制單元通常通過線性拓撲中的一根電纜（現場總線安裝）為多個終端設備提供服務。

使用新技術將允許向網絡或星形通信架構過渡，我們已經從IT部門了解到這種架構。通過連接公司的自動化網絡（OT）和IT網絡，可以在所有級別和所有方向之間交換數據。要鏈接和評估這些數據，必須使其成為最新數據或獲得專用時間參考，并具有特定的，例如地理參考。

數據可用

Leuze electronic最初積極處理數據可用性問題，并且首次在所有系統邊界上從傳感器到云端直接傳輸數據。為此，Leuze electronic在其傳感器中集成了OPC UA服務器，并使用發布者 - 訂戶模型停靠在Microsoft Azure云上。而OPC UA通信目前基于客戶端 - 服務器

接收方確定數據量和數據交換頻率的體系結構，發布 - 訂閱方法優先用于與云應用程序通信，因為在這里，盡管接收方（訂戶）選擇要傳輸的數據，但它是生產者（發布者） ）負責在必要時或從應用程序的角度分配數據，以及適當的時間點 - 類似于新聞通訊。

勞易測電子通過微軟的物聯網代理擴展了這一轉變，實現了全方位的數據傳輸。代理現在可以模擬地操作客戶端 - 服務器與本地車間概念的通信。這將打開到基于云的新應用程序的各種遷移路徑。

與傳統解決方案的不同之處在于IIoT概念依賴于全球可用數據。因此，數據也可以跨系統和公司邊界進行全球聯網，以用于解釋和評估目的。這種全球數據可用性立即引發了數據完整性問題。必須在通信信道和全球可用系統中確保數據完整性是不可避免的先決條件。

OPC UA根據聯邦安全和信息技術研究所進行測試，并提供所有四種通用規定的安全通信安全功能：身份驗證，授權，驗證和加密。通過這種方式，來自信息技術（IT）世界的測試方法和程序被轉移到自動化技術領域（OT - 運營技術）。這可以歸入“ITgoesOT”表達式。將來的身份驗證將使用證書進行。因此，Leuze electronic的傳感器除了具有序列號之外的識別數據外，還將配備獨特的安全證書。

為了始終如一地構建信息的可用性，必須跨云的所有系統邊界實現數據源的檢測和尋址。這不需要進行不受保護的訪問，而是簡化安裝。將許多邊緣設備（例如傳感器和執行器）手動公布到全球云系統或在云系統中注冊它們是不切實際的。相反，需要技術機制，這使得云系統可以自主地識別集中分配給它的邊緣設備。

走向全球

這些機制稱為全局發現功能。有兩種不同的機制，它們是OPC UA的組成部分

標準：一方面是本地發現機制（Local Discovery Server），另一方面是全局發現機制（Global Directory Server）。兩者都需要廣泛的證書交換（信任列表類型）來保護訪問。勞易測電子的傳感器 - 對應于其客戶承諾“智能可用性” - 可在所有形式的發現機制中安全訪問。

工業4.0的核心要點之一是資產生命周期中的整體信息提供。在這種系統方法中，增強現實技術的思想無縫融合。該技術在移動設備（例如具有立體相機或數據眼鏡的平板電腦）上可視地在用戶的視野中利用虛擬信息來豐富實際可見環境。

一個決定性的優勢是功能和特性的可視化，迄今為止只能在手冊和門戶網站的圖形中使用。現在，它們在實際空間中的適當點處可視地顯示在視野中。這大大簡化了調試。這里，補充虛擬信息不僅限于被動數據。

以其代碼閱讀器為例，它通常安裝在傳送帶上并且必須讀取通過的包裝上的條形碼，Leuze electronic已經證明傳感器的光學（通常是不可見的）測量區域可以在正在進行的過程中顯示。并非全部：通過連接到云，讀取結果 - OK，NOK，代碼內容 - 可以在每次讀取操作后立即在數據眼鏡中可視化，以便調試工程師或服務人員可以在線檢查系統的狀況。

新技術的使用不僅限于復雜的設備，如代碼閱讀器或定位傳感器。簡單的觸發光電傳感器也越來越多地集成在未來的預測性維護概念中，以保證機器和系統的可用性。

第一步是使用附加警告消息，例如當傳感器變臟時。很快就通過一個簡單的界面為傳感器提供了一系列配置選項。在這種情況下，IO-Link現在變得不可或缺，因為這種簡單的3線接口提供了新的IIoT概念所需的所有功能，但即使在極小的設備中仍可以低成本集成。這里特別值得一提的是具有一個通道的雙通道變體，用于具有高水平時間確定性（即實時）的過程模式的二進制切換信號，以及用于訪問來自識別和參數數據和消息的第二通道。傳感器。

結論

由于控制系統的接口越來越基于以太網，因此功能足以同時為兩個數據通道提供服務，這開辟了全新的可能性 - 正是工業4.0的網絡世界將數據傳輸到不同的目的地和水平。勞易測電子長期以來一直關注這一趨勢，并早期決定在其復雜的識別設備和測量傳感器中集成直接現場總線接入。通過兩個數據通道可以獲得基礎 - 通過雙通道IO-Link，在傳感器不太復雜的情況下，通過集成的現場總線接口，在“紅色I”標識的集成連接設備中增加TCP / IP通道他們的類型名稱。