在工业生产过程和设施上实施的大数据系统中,云计算只是其中的一个组成部分。然而对于远程监控的应用来说,它是特别有效的方式,数据必须先进行采集,再推送到云端,然后进行存储和分析来创造可用的信息。
这通常要涉及到几个步骤,从边缘设备开始,到将信息送达最终用户为止。现代的人机界面(HMI)扮演着至关重要的角色,与智能边缘设备和控制器建立连接,并在将数据推送到云端之前进行过滤。
云计算的定义
云计算可以被定义为提供计算服务——就像服务器一样,在互联网上提供存储、数据库、网络连接、软件、分析以及更多功能。有很多云服务供应商,大部分的云计算服务收费都是基于用量来计算的,就像每个月的水电费账单一样。
将通过HMI采集到的数据在进行分析和预测之前推送到云端。微软将云计算定义为通过互联网提供计算服务。图片来源:InduSoft
由于对信息技术(IT)管理工作的需求很少甚至不需要,云计算为大量各种各样的计算资源提供了网络访问功能。云计算的历史仅仅十年多一点,它包括用于托管网站和博客、存储数据以及流式音频或视频等任务的通用技术。各种软件应用可以简单到就像电子邮件、日历、以及Office软件。云还可以按需提供软件,并提供计算能力来分析数据。
例如,数据可以被推送到云端,计算出来的模式可以用来进行预测。通过云获得的合适的数据,软件即服务(SaaS)以及基础设施即服务(IaaS)可以被用来提供存储和分析数据的云计算服务。反馈的信息或分析的结果会被用于工厂车间的HMI画面,或者用于任何具有互联网连接的设备上,例如笔记本电脑、智能手机或平板电脑。
采集和过滤数据
尽管数据分析、历史记录、企业资源计划(ERP),以及其他系统可能托管在云中,但这些应用还需要工厂底层的数据。这些数据源自边缘设备,由传感器或智能边缘设备提供,例如智能仪表、电表、变频设备等等。这些组件可以与控制器、基于PC的HMI或者其他HMI进行连接。一种新的趋势是将HMI的功能嵌入到智能边缘设备内,从而使数据可以在源头进行处理。
无论HMI安装在哪里控制工程网版权所有,它都可以在将数据推送到云端或其他存储区域之前过滤数据。对于某些应用场合来说,每秒甚至每分钟进行一次数据采集是不必要的。只有当数据超过特定值或超出定义范围时才需要保存数据。一些现代人机界面可以使用面板进行配置,以便在将数据推送到云端之前过滤和合并数据。
HMI通过内置驱动程序可以提供与控制器和其他边缘设备的大部分通信。它不仅可以与成百上千的设备进行通讯CONTROL ENGINEERING China版权所有,而且可以与云、ERP系统以及本地和远程的数据库进行通讯。除了数据过滤和通讯,在网络或云连接不可用的时候,HMI还可以作为数据缓冲器。
HMI的安装与云计算
一台现代的HMI可以安装在许多平台上。它可以安装在台式机、平板工业PC、瘦客户端、运行Linux或其他操作系统的嵌入式计算机、或者智能边缘设备上。这种从一个平台到另一个平台的可移植性是至关重要的,因为这可以根据应用场合需要而将HMI部署在最佳的平台上。
有一些低成本的平台也可以安装HMI,例如微处理器,可以用来采集数据以及向云端推送数据。一台低成本的HMI就可以从各种设备上采集数据、过滤数据并将其推送到云端,无论有没有显示屏。运行内嵌式HMI的智能边缘设备在不通过控制器或全功能HMI连接的情况下也可以向云端推送数据。
一旦HMI将数据推送到云端,这些数据就可以被连接到互联网上的任何设备访问。不过在将数据转化为可执行的信息之前,首先对数据进行分析通常是明智的做法。
工业领域的云应用
云提供了可靠和安全的数据存储控制工程网版权所有,并可用于以数据分析和其他应用的形式来提供软件即服务。
数据分析可以揭示出各种模式,云计算可以使用人工智能、机器人以及其他大数据工具。云端的可扩展的处理功能对于执行这些任务来说很有用www.cechina.cn,这些任务经常需要大量的计算资源。将工厂车间的HMI作为一个网关,从云端对信息进行访问可以通过很多形式做到,包括柱状图、曲线图、趋势图、表格等等。
云计算分析和HMI不仅帮助可视化数据,而且还提供更清晰的认知视图。这些先进的数据分析系统具有内嵌的机制,可以帮助分析并找出数据的模式。当数据不再遵循那些模式时,系统可以通过HMI和其他方法自动向用户显示结果或查找结果。
认知计算可以检测到异常情况并且报告其发现,即便其状况是没有预先定义或预测的。这可以节省时间并防止用户对每个可能的异常状况进行预测控制工程网版权所有,并且对报警和事件进行正确的编程。
云计算已经广泛应用于商业应用场合,并开始应用于工业设置。与传统的现场解决方案相比较,其部署的速度更快、成本更低而且扩展更简单。这些优势会促进其工业应用的增加,而且合适的HMI会让部署基于云的工业大数据解决方案简单得多。(作者:Fabio Terezinho)