西門(mén)子轉(zhuǎn)接板

中文摘要：本文從工控行業(yè)視角闡述了對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)， 以及對(duì)未來(lái)方向的定位。 

中文關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)， IOT。

Abstract 

This paper introduces that  IOT is Noting.…

Key Words (英文關(guān)鍵字): SIMATIC IOT , WASTON, IBM 

正文： 

感謝這次西門(mén)子組織的IOT模塊測(cè)試體驗(yàn)活動(dòng)，得以近距離親身了解體會(huì)IOT的概念和以及應(yīng)用。

按照約定的要求， 連到了S7-1500 CPU , 把要求的S7通訊和OPC UA通訊都成功實(shí)現(xiàn)， 也做了到IBM云端的通訊。 比較順利過(guò)程不詳述。

總結(jié)如下：

1，什么是IOT

 

IOT是Internet Of Things的縮寫(xiě)。所以IOT就是中文意義上的物聯(lián)網(wǎng)。 西門(mén)子開(kāi)發(fā)的SIMATIC IOT 2000模塊就是為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)而生的。 物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)下以及未來(lái)， 都會(huì)是一個(gè)異常熱鬧的行業(yè)。 大量的人力物力資源齊聚其中，不僅僅自動(dòng)化行業(yè)， 不僅僅西門(mén)子， 也更不僅僅SIMATIC IOT 2000 。 所以， 萬(wàn)萬(wàn)不可以把IOT 2000等同于物聯(lián)網(wǎng)， 也更不能把物聯(lián)網(wǎng)等同于西門(mén)子IOT2000 。那樣， 會(huì)在業(yè)界鬧大笑話的。 

所以， SIEMENS給他家的IOT應(yīng)用模塊直接簡(jiǎn)單取名為IOT，一方面是討巧， 但另一方面也容易引發(fā)混淆。我們?cè)诜Q(chēng)謂一個(gè)模塊的時(shí)候， 不小心會(huì)指向整個(gè)大行業(yè)。 這不太好。 所以，要盡量避免簡(jiǎn)稱(chēng)。 即便要簡(jiǎn)稱(chēng)，直呼其模塊代號(hào) 2040或者2020 反而比IOT或 SIMATIC 更精確。 

在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，應(yīng)用最廣泛的是arduino和樹(shù)莓派，在它們基礎(chǔ)上稍加開(kāi)發(fā)，形成各種可以應(yīng)用的硬件。行業(yè)中大量廠家推出自己的物聯(lián)網(wǎng)硬件產(chǎn)品， 西門(mén)子的SIMATIC IOT 2000 只是其中的一種。 目前來(lái)看入局晚，屬于小眾產(chǎn)品。 

比如， IBM旗下也有自己的IOT硬件產(chǎn)品：

 

西門(mén)子轉(zhuǎn)接板

2,  物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)

  在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，實(shí)現(xiàn)的是每臺(tái)電腦的上網(wǎng)。 而在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代， 實(shí)現(xiàn)的則是每個(gè)物體的上網(wǎng)， 信息發(fā)布與交互。 而要實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)，因?yàn)閿?shù)量龐大，低成本是一個(gè)核心需求。 而物體的信息上網(wǎng)互聯(lián)， 其實(shí)僅僅是第一步。信息數(shù)據(jù)上網(wǎng)的目的絕不是簡(jiǎn)單為了看看。 而更大的意義是后端的數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)分析。

所以，名義上看是物聯(lián)網(wǎng)， 但其實(shí)其本質(zhì)卻是軟件系統(tǒng)。 而大量的數(shù)據(jù)雖然數(shù)據(jù)量大， 但其實(shí)數(shù)據(jù)類(lèi)型并不多。 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的模型種類(lèi)很少。 所以只要平臺(tái)模板做好， 再多的數(shù)據(jù)進(jìn)到平臺(tái)， 只需要簡(jiǎn)單的調(diào)用接口， 就能實(shí)現(xiàn)需要的功能。 

所以， 大量的物聯(lián)網(wǎng)公司，都看到了平臺(tái)的重要性。平臺(tái)在手， 天下我有。 這個(gè)邏輯很簡(jiǎn)單。 但做平臺(tái)談何容易。上到物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，很少愿意花錢(qián)，即便愿意花錢(qián)， 因?yàn)樵谟布矫嬉呀?jīng)投入太多，能夠分給數(shù)據(jù)功能的費(fèi)用就已經(jīng)很少了。 所以物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的將來(lái)勢(shì)必又要和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的谷歌，騰訊等一樣， 強(qiáng)者恒強(qiáng)， 贏家通吃。 

3，物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀

要做物聯(lián)網(wǎng)， 必然離不開(kāi)云。 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)， 必然需要建立在云平臺(tái)基礎(chǔ)上。 放眼物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，昔日的軟件巨頭， 藍(lán)色巨人IBM不經(jīng)意間又再次成長(zhǎng)為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的巨人。并儼然成為行業(yè)霸主，主導(dǎo)著行業(yè)的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)。 這其中， 云平臺(tái)即IBM BlueMix， 而物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)即IBM Watson IoT platform。

在所有基于LINUX的物聯(lián)網(wǎng)模塊中，IBM開(kāi)發(fā)了圖形界面的編程語(yǔ)言NODE-RED。可以直觀地可視化的對(duì)IOT模塊進(jìn)行編程。實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的抓取和推送等功能。 

而對(duì)于需要上傳到云平臺(tái)的數(shù)據(jù)，在WASTON平臺(tái)注冊(cè)帳號(hào)購(gòu)買(mǎi)需要的計(jì)算功能，在NODE-RED中加裝一個(gè)WASTON的插件，以框圖的方式，將數(shù)據(jù)推送到云端，即可在云端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 

因?yàn)镾IMATIC IOT 2000就是基于LINUX的物聯(lián)網(wǎng)硬件， 所以自然支持WASTON的所有功能， 我們通過(guò)NODE-S7協(xié)議或者NODE-OPC UA接口， 很容易從西門(mén)子PLC S7-1500中讀到了數(shù)據(jù)， 并通過(guò)WASTON送到了IBM云端， 并通過(guò)瀏覽器， 訪問(wèn)IBM 云端， 瀏覽到了數(shù)據(jù)信息。

4，西門(mén)子SIMATIC IOT2000的定位。 

為了最大程度的向下兼容， IOT2000連端子接口都直接與ARDUINO兼容。因而可以直接使用ARDUINO的擴(kuò)展板。 甚至可以切換到ARDUINO模式進(jìn)行編程。但在這種模式下，沒(méi)有NODE, 沒(méi)有云服務(wù)， 實(shí)在想不出可以有什么正式的應(yīng)用。 

而如果想讓IOT2000在以ARDUINO模式運(yùn)行的同時(shí)，還可以同時(shí)運(yùn)行NODE-RED的話， 以西門(mén)子的習(xí)慣做法， 絕無(wú)可能。 

盡管西門(mén)子想盡量做到與ARDUINO的友好接口， 但要想取代ARDUINO而取而代之的話， 恐怕難度相當(dāng)大的。 畢竟超過(guò)20倍的價(jià)格差距在那兒放著呢！況且也看不到任何優(yōu)勢(shì)。 

除了ARDUINO編程接口與NODE-RED編程語(yǔ)言之外, IOT2000還支持eclipse編程平臺(tái)。 這是一個(gè)更為龐大復(fù)雜的跨平臺(tái)開(kāi)源編程開(kāi)發(fā)環(huán)境， 需要給IOT2000安裝SDK插件后才可以用CPP語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。 相當(dāng)于沒(méi)有任何功能封裝， 所有編程接口都提供給了用戶。 

而對(duì)用戶來(lái)說(shuō)， 如果購(gòu)買(mǎi)的IOT模塊，都同樣需要從底層起開(kāi)發(fā)功能，需要具備較高的軟件開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)的話，就沒(méi)有必要選用價(jià)格貴許多的SIEMENS這樣的廠家專(zhuān)用的物聯(lián)網(wǎng)模塊， 而情愿購(gòu)買(mǎi)價(jià)格更為便宜的普通的 如NODEMCU這樣的芯片了。 

所以， 綜合分析， 西門(mén)子所提供的IOT2000模塊， 主要的意義在于其能夠便利地與已有的設(shè)備控制系統(tǒng)的PLC進(jìn)行通訊， 采集數(shù)據(jù)。 

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與PLC數(shù)據(jù)采集與控制的模式截然不同。 前者通訊的時(shí)間間隔長(zhǎng)， 響應(yīng)速度要求低。 而后者通常需要較快的實(shí)時(shí)性響應(yīng)。所以，在工廠控制系統(tǒng)中PLC永遠(yuǎn)不可能被取代。 而盡管現(xiàn)在PLC的CPU算力也都足夠強(qiáng)， 但如果想要PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)IOT數(shù)據(jù)傳遞也更加不可能。 比如因?yàn)榕c云端服務(wù)器的通訊中斷， 而導(dǎo)致PLC系統(tǒng)的循環(huán)周期超時(shí)而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)宕機(jī)， 一定是不可接受的。 所以還是用一個(gè)專(zhuān)用的網(wǎng)關(guān)來(lái)專(zhuān)門(mén)處理與云端的通訊更為合適。 這就是IOT2000存在的意義， 即西門(mén)子開(kāi)發(fā)這個(gè)產(chǎn)品的意義所在。 

比方說(shuō)， 一個(gè)大型工廠， 有大批的物理數(shù)據(jù)需要采集，送到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析， 有大部分?jǐn)?shù)據(jù)需要安裝傳感器， 并IOT模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。 但工廠中少不了使用SIEMENS PLC控制系統(tǒng)， 而一些物理量數(shù)據(jù)已經(jīng)在控制系統(tǒng)中被采集。 或者有些直接就是PLC中的運(yùn)行數(shù)據(jù)。 要從SIEMENS PLC中讀取數(shù)據(jù)， 通常需要S7協(xié)議支持。 如果不能實(shí)現(xiàn)， 那整個(gè)項(xiàng)目中，設(shè)備的數(shù)據(jù)部分雖然在控制系統(tǒng)中可以顯示， 但在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上則缺失。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行的智能分析統(tǒng)計(jì)功能， PLC監(jiān)控系統(tǒng)中還未必有。 所以客觀來(lái)說(shuō)， 對(duì)各PLC廠家， 各智能設(shè)備廠家， 都需要一個(gè)集成了物聯(lián)網(wǎng)接口的網(wǎng)關(guān)模塊。 西門(mén)子只是順應(yīng)了這個(gè)需求而已。 

而相比于PLC控制系統(tǒng)整體來(lái)說(shuō)， 物聯(lián)網(wǎng)模塊價(jià)格1600元的價(jià)格就不算貴的離譜了。 完全可以接受。 

所以，SIMTIC IOT2000的應(yīng)用對(duì)象應(yīng)該是對(duì)PLC系統(tǒng)相當(dāng)熟悉的工控專(zhuān)業(yè)人員， 而不是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中的開(kāi)發(fā)者。 所以它應(yīng)該在功能上和使用習(xí)慣上盡量符合PLC行業(yè)的使用習(xí)慣。 盡量少的編程工作量， 盡量少的編程技能的需求， 大量工作可以簡(jiǎn)單配置實(shí)現(xiàn)，可重復(fù)， 故障可診斷。 目前來(lái)看，IOT2000做到了一部分， 但還有很多路要走。 測(cè)試中， 按照向?qū)дf(shuō)明書(shū)，一步步做下來(lái)， 成功的時(shí)候不明所以。 但也經(jīng)常遇到失敗的情況， 各種錯(cuò)誤信息， 對(duì)物聯(lián)網(wǎng)外行來(lái)說(shuō)， 簡(jiǎn)直莫名其妙。 

你完全可以推卸責(zé)任， 指責(zé)用戶技能不夠，不懂得物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的習(xí)慣等等，但也要隨時(shí)防備用戶的反問(wèn)： 我如果什么技能都具備了， 啥都會(huì)，那我自己完全有開(kāi)發(fā)能力， 去用2美元的芯片自己全部實(shí)現(xiàn)便是了。 憑啥還要用你西門(mén)子的IOT模塊呢？

5，工控人員面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的定位

前面說(shuō)了， 物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)是個(gè)大行業(yè)，相比之下， 工控行業(yè)規(guī)模要小得多得多。 大批專(zhuān)業(yè)人才從互聯(lián)網(wǎng)和電子行業(yè)涌入到物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)來(lái)， 導(dǎo)致我們還沒(méi)弄明白它是什么的時(shí)候， 它已經(jīng)由藍(lán)海變成了紅海。 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)， 技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)， 人與人之間的競(jìng)爭(zhēng)，都異常激烈。 所以建議工控人員， 如果不是打算要徹底改行投身到物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的大潮流中的話， 那實(shí)在不需要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)投入過(guò)多的精力。 你我以往的經(jīng)驗(yàn)累積， 投放到物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)里， 實(shí)在價(jià)值很小。 

所以， 對(duì)于工控行業(yè)人員來(lái)說(shuō)， 所需要做到的僅僅是， 如果我們轄區(qū)內(nèi)的控制系統(tǒng)， 有需要跟物聯(lián)網(wǎng)對(duì)接，那只需要做到，會(huì)給他們的開(kāi)發(fā)人員做一個(gè)配置，把接口提供給他們，就夠了。 簡(jiǎn)單說(shuō)， 就是買(mǎi)一臺(tái)SIMATIC IOT 2000的網(wǎng)關(guān)，配置在項(xiàng)目中就夠了。 具體的工作方面， 整理提供PLC系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)接口， 提供給對(duì)方。 而具體物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上的數(shù)據(jù)， 讓他們自己玩去吧！我們只遠(yuǎn)觀， 只配合， 不追求主導(dǎo)。 

打一個(gè)比方，過(guò)去自控系統(tǒng)經(jīng)常要面臨與MES, ERP系統(tǒng)的交接，通常只需要告訴對(duì)方，WINCC支持OPC協(xié)議， 或者可以提供SQL SERVER數(shù)據(jù)的訪問(wèn)接口。 配置層面上就OK了 。 那么同理， 當(dāng)自控系統(tǒng)遇到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的時(shí)候，只需要告訴對(duì)方， 我們可以支持物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議接口， 就可以了。 而工作量么， 其實(shí)就是買(mǎi)一臺(tái)IOT2000網(wǎng)關(guān)模塊。

國(guó)（敏感詞）慶（敏感詞）節(jié)前去江蘇常熟給一家工廠里做了一場(chǎng)西門(mén)子PLC, PCS7, 以及伺服傳動(dòng)系統(tǒng)等的應(yīng)用培訓(xùn)，歷時(shí)一周。

 

培訓(xùn)到第二天的時(shí)候，下面的一個(gè)工程師，要求給講一講UDT。這是原本培訓(xùn)計(jì)劃中沒(méi)有的內(nèi)容。我愣了一下，當(dāng)即表示拒絕：UDT能做的事情，別的方法也都同樣能實(shí)現(xiàn)，而即便使用UDT的方法，也不能有任何效率的提高。

 

所以，在我的認(rèn)識(shí)里，即便是PLC高級(jí)編程，也沒(méi)有必要用到UDT，我在PLC標(biāo)準(zhǔn)化編程的培訓(xùn)訓(xùn)練營(yíng)里，一直的主張也都是，不要使用UDT。

 

但工程師說(shuō)了，沒(méi)辦法，設(shè)備供應(yīng)商給提供的生產(chǎn)線程序里面大量使用了UDT，所以不管老師認(rèn)為是否管用，還是想了解一下，請(qǐng)給講一講。

 

好吧。然后我只好憑自己的理解，把UDT的概念，使用方法，應(yīng)用場(chǎng)合講解了一遍。

UDT的本質(zhì)， 是把一組簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類(lèi)型的數(shù)據(jù)， 以一定的規(guī)律順序組合為一個(gè)復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型。

 

我所知曉的使用場(chǎng)景：

1，  可以用UDT直接建立數(shù)據(jù)塊，過(guò)去主要用于給某些FM模塊快速建立專(zhuān)用的數(shù)據(jù)。

2，  可以建立全局?jǐn)?shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)，甚至包括數(shù)組。

3，  可以用作FB的管腳，在程序調(diào)用的時(shí)候，減少管腳數(shù)量。改變過(guò)去大程序塊的調(diào)用管腳幾十個(gè)，導(dǎo)致窗口都顯示不過(guò)來(lái)的弊病。

 

 

當(dāng)然啦， 以我的直率性格，當(dāng)然要在講解中不斷的夾雜壞話， 每一步， 都把其缺點(diǎn)給原原本本的交代清楚。

 

比如，所有用UDT的場(chǎng)合，原本用STRUCT結(jié)構(gòu)也都可以實(shí)現(xiàn)同樣的功能的。無(wú)非， 多個(gè)同樣的STRUCT，如果需要修改元素， 就需要逐個(gè)修改。 而UDT則只需要修改一次其原本的數(shù)據(jù)類(lèi)型定義。

 

但對(duì)UDT的使用點(diǎn)，還需要或者手動(dòng)更新（STEP7 v5），或者編譯（PORTAL ）,來(lái)同步這種修改。而且在STEP7 V5的時(shí)代里，如果使用了UDT，而源程序丟失，那么對(duì)于從PLC上載來(lái)的程序，要修改的時(shí)候，簡(jiǎn)直是災(zāi)難。根本無(wú)法改動(dòng)， 即便知道UDT的定義結(jié)構(gòu)， 手動(dòng)建立一個(gè)都不成， 咋搞都是紅字，錯(cuò)誤。

 

這是我曾經(jīng)使用過(guò)UDT的痛苦記憶。

 

當(dāng)然啦，我也知道，現(xiàn)在很多PLC編程工程師偏愛(ài)使用UDT，是用于變頻器/伺服驅(qū)動(dòng)器的通訊，把接收來(lái)的或者要發(fā)送的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一整理到UDT中，對(duì)于多臺(tái)變頻器通訊的時(shí)候，比較方便。

 

但在我所推行的標(biāo)準(zhǔn)化編程框架里，所有設(shè)備都是以FB設(shè)備類(lèi)型的形態(tài)出現(xiàn)，根本不需要用到UDT，而如果非要把FB的管腳定義為UDT ，那么在FB被調(diào)用之前，還需要專(zhuān)門(mén)的篇幅來(lái)整理UDT數(shù)據(jù)。甚至，即便數(shù)據(jù)傳到WinCC之后，也要拆分后，每個(gè)數(shù)據(jù)單獨(dú)處理。畢竟，本質(zhì)上， WinCC其實(shí)還不支持UDT。

 

課程這一章節(jié)講完，課間休息時(shí)間，我突然意識(shí)到了一個(gè)問(wèn)題：我把我自己推入了一個(gè)尷尬的境地！

 

在大多的PLC初學(xué)者看來(lái)， UDT屬于比較高深的知識(shí)，因?yàn)椴欢甎DT才不會(huì)用他。而我這種大張旗鼓的宣揚(yáng)反對(duì)UDT，分明是不懂么！你既然都不懂UDT ，還有什么資格來(lái)給廣大的工程師們做培訓(xùn)？

 

就好比，我不喜歡喝咖啡的苦，有人會(huì)嘲笑我，那是你不懂。

 

我不喜歡抽煙和喝酒，人家嘲笑我人生沒(méi)有深度，不懂得煙酒能給人帶來(lái)思想境界的提升。

 

還有我沒(méi)覺(jué)得八爪魚(yú)非常好吃，我媳婦嘲笑我不懂得八爪魚(yú)的鮮美，不懂得把它塞到嘴里時(shí)帶來(lái)的那種豐富的味道的層次感。

 

總之，不懂=不會(huì)，不會(huì)=不懂。

 

由此，我明白了，為啥總見(jiàn)到有教程在教人使用UDT，而沒(méi)見(jiàn)過(guò)有人和我一樣在教人不要使用UDT。

 

因?yàn)椋瑹o(wú)異于在承認(rèn)自己不懂。這對(duì)常人來(lái)說(shuō)， 這是一件很危險(xiǎn)的事情。

 

我當(dāng)然不懂得UDT的奧妙，我承認(rèn)我確實(shí)沒(méi)有理解到UDT帶來(lái)的優(yōu)越。

 

所以我需要成立一個(gè)反UDT的同盟，歡迎跟我一樣認(rèn)識(shí)的同行，勇敢地站出來(lái)，大家一起說(shuō)：UDT，我拒絕！

 

同時(shí)，當(dāng)然更希望有使用UDT有高度心得的大佬，教給我們，更深?yuàn)W的UDT的使用方法。讓我們能真正學(xué)到些有用的知識(shí)。

 

當(dāng)然，前提是不在我上面抨擊的內(nèi)容內(nèi)。比如常熟的那家工廠的工程師后來(lái)承認(rèn)我猜的對(duì)，項(xiàng)目中大量使用UDT的原因，果然是因?yàn)橄到y(tǒng)里有眾多的V90。而我們?nèi)绻麑?duì)FB封裝得好的話，完全可以在FB內(nèi)部就處理好所有數(shù)據(jù)格式。而暫時(shí)的，即便在PORTAL系統(tǒng)中一些功能還只支持UDT，不能支持FB，那也只是系統(tǒng)不夠成熟，不認(rèn)為是UDT的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)椋覀冸S時(shí)可以期待系統(tǒng)升級(jí)后FB可以更好的支持所有功能。 

西門(mén)子轉(zhuǎn)接板

上海朕鋅電氣設(shè)備有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品和數(shù)控系統(tǒng)銷(xiāo)售、技術(shù)服務(wù)及培訓(xùn)的工程服務(wù)公司。
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在西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，我們提供全方面解決方案：從早期的SINUMERIK3/810T/M到810D/840D的數(shù)控模塊和SIMODRIVE611A/D/U伺服驅(qū)動(dòng)模塊等我們均可以提供足夠的備品備件和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)，全力服務(wù)于最終用戶..