從傳感器到數據平臺的集成

如今，傳感器提供的已經不僅僅是數據。使用正確的接口和協議，可將有價值的附加信息也傳輸到平臺上。通過合適的接口、通信模塊和數據（語言）協議，傳感器所有的數據信息，都可以在云系統或本地數據平臺中被提供。即使在不了解傳輸技術的情況下，傳感器的數據信息也能被處理，從而抽象化成通信通道。

傳感器是將物理效應轉換為電氣信號或數字信息，使其可進一步被處理。實際上，傳感器扮演著工廠和機器的感官器官，是工業4.0場景中的基石。

除了純數據外，現代傳感器還可以提供大量有價值的附加數據，例如傳感器自身的特性或狀態。也可以在線修改傳感器相關參數，使其完美適應不同的應用。

雙向通訊和數據協議十分必要，這可以將相關參數在線傳輸至傳感器，并從傳感器接收測量數據信息。接口和協議必須嚴格遵循適用的標準，以便實現無差錯地使用來自不同制造商的產品。

IO-Link已成為傳感器技術中“最后1厘米”的首選接口；而如EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP等基于以太網的技術可用于更復雜的設備。

倍加福集團注冊使用了Sensorik4.0商標，為描述此概念，并依據設計相應的產品。

在傳感器的過程數據評估時，在閉合控制回路的應用中，必須考慮到數據處理的實時性。在這種情況下，因為存在嚴格的實時要求，這就要求PLC硬件能與數據通信必須完美結合使用。

對于傳感器附加數據信息，其數據處理的實時性要求不高。但這些附加數據信息必須能長時間的被記錄、存儲和處理。

除了信號傳輸路徑之外，還必須構建能到達數據平臺的并行數據路徑。為此，我們使用了邊緣網關。邊緣網關不僅可以通過控制模塊和傳感器、執行器、PLC建立通信，同時還可以與數據平臺建立連接。這是通過使用支持發布/訂閱機制的通訊協議來實現的，例如MQTT, AMQP, 或 OPC/UA with Pub/Sub extension。

數據平臺，既可以在工廠內部的本地網絡中運行，也可以作為在線云平臺的解決方案。這些平臺都具有結構化的數據庫，用于存儲傳感器數據；并提供各種應用接口，用于數據訪問。

通過應用編程接口（API），傳感器數據可以訪問并傳輸至平臺，該接口是每個系統獨有的。邊緣網關為了能連接至此平臺，也必須使用此平臺的API。倍加福集團創建了一家子公司Neoception，為此類軟件提供優質服務，使客戶在選擇數據平臺時具有最大的靈活性。Neoception結合了傳感器和IT技術的專業知識，并為市場上所有可用的云系統提供互聯服務。

在傳感器/執行器層級，有一系列不同的通信協議，但沒有統一的語義集。對于每種類型的現場設備，必須根據特定的規則生成適當的命令，并且根據這些規則進行解釋。現場設備的特定屬性可在制造商隨設備提供的描述文件（“設備描述”，簡稱DD）中找到。根據技術的不同，使用各種不同格式的描述文件（EDDL，GSD，GSDML，IODD等）。

連接現場設備的挑戰是加載和解釋設備描述，并使用一組通用語義集，使現場設備提供的數據可在數據平臺中訪問。理想情況下，即使不了解所使用的通信技術也可實現來自現場設備的數據訪問。