电力双子星：SPE和OPC UAFX共同优化工业自动化

许多自动化制造操作仍然依赖于传统的现场总线系统。事实上，行业分析师估计，当今55%至65%的工业连接都是通过现场总线技术实现的。但是，这些环境中的网络管理员经常会遇到与数据传输速率和集成新设备相关的挑战。

但是，向现代以太网技术的过渡正在兴起，这为网络管理员提供了显著的优势。实施以太网并遵守IEC/IEEE 60802使他们履行职责（包括管理和维护网络安全和性能）变得更加容易。

以太网如何改善工业网络管理员的生活

自动化制造操作中使用的以太网技术（例如SPE（单对以太网）、多对以太网或光纤）的确切类型是第二重要的。为什么？因为每种类型都符合同一组IEEE标准。从不同现场总线系统中实现过渡很重要。这些系统难以相互集成，也难以与IT基础设施集成，很难确保实现统一和开放的网络技术以太网。

IEC/IEEE 60802集成了特定的质量保证（QoS）和安全机制，这两者都对现代工业网络的运行至关重要。对于所有兼容网络的设备，必须实施在现场总线环境中不具备的其他机制和功能，才能实现一致性。

这可能会带来一些挑战，尤其是在资源严重受限的设备之间。此外，目前还没有针对IEC/IEEE 60802配置文件的一致性测试，因此产品开发并不可行。

通过改用SPE，网络管理员可以受益于IEC/IEEE 60802配置文件的增强功能，包括改进的安全协议，例如用于身份验证的IEEE 802.1X、统一的时间同步以及通过QoS确定流量优先级的能力。

这样可确保关键控制信息优先于不太紧急的流量，从而提高安装效率和可靠性。与传统的现场总线相比，SPE提供的更高带宽和传输距离还使网络管理员能够有效地管理具有更多终端设备的更广泛网络，从而提高系统的可扩展性和灵活性。

OPC UA和UAFX的适用范围

SPE与OPC基金会的UA（统一架构）Field eXchange（FX）（也称为UAFX规范）的结合使用，为网络管理员和其他在工业自动化和SPE决策过程中发挥作用的利益相关者提供了相当大的优势。

作为OPC UA框架的扩展，UAFX支持现场级工业环境中的实时确定性通信，从而实现控制器、设备和系统之间的流畅数据交换。

例如，OPC UA和UAFX促进实现了标准化的水平和垂直通信，以及统一的数据语义，这对于以下方面至关重要：

• 完成初始配置的应用工程师
• 处理过程监控的操作员
• 执行数据分析的数据科学家

要了解这在现实运营中是如何发挥作用的，请想象一位从事流程工业的数据科学家。精确及时的数据分析对于优化生产和及早发现异常至关重要。改用SPE可以快速、可靠地将大量数据直接从生产线传输到分析和预测系统。

将OPC UA和UAFX与SPE集成可确保标准化和可互操作的数据采集和传输，使数据科学家能够高效访问一致且全面的数据库。

这不仅提高了数据分析的质量和信息价值，而且还支持预测性维护。它可以对机器数据进行实时分析，以便预测可能的故障，并启动适当的维护措施。SPE的高带宽和低延迟，加上OPC UA和UAFX提供的数据一致性和安全性，使数据科学家能够提高工厂效率并减少停机时间。

到目前为止，UAFX仅包括控制器到控制器的通信，将控制器相互连接，而无需考虑制造商是否相同。目前正在将传感器和执行器集成到控制过程中。

与NAMUR和开放流程自动化论坛的目标保持一致

NAMUR开放架构（NOA）和开放流程自动化论坛（OPAF）在流程工业中推广开放、可互操作的系统，以创建更加灵活高效的生产环境。

SPE和OPC UA完全符合NOA和OPAF的目标。SPE为自动化技术提供了强大、标准化的通信基础设施。这些技术结合在一起，就能够：

• 实现不同设备和系统的无缝集成
• 提高数据透明度
• 支持高级分析和控制功能

此外，NAMUR希望通过增加带宽来访问更多的流程和设备状态数据（“重要数据”）。

在AI（人工智能）的帮助下，可以通过预测性维护进一步优化流程，并且可以进一步提高系统可用性，因为传感器可以独立报告情况严重的偏差。

标准化信息模型应能够实现独立于制造商和自动化的传感器自适应参数化和配置，进而自动提供识别数据。

总之，这些创新将有助于构筑工业自动化系统更具适应性、可扩展性且更能满足不断变化的需求的未来。

Belden助力推动单对以太网驱动的未来

随着工业自动化行业从传统的现场总线向现代以太网技术过渡，Belden将帮助工厂将OPC UA和UAFX与单对以太网集成，以便所有利益相关者都能体验到其中的好处。

我们的单对以太网布线和连接产品组合为在工业环境中建立以太网连接创造了无限可能。

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