工業協議是工業自動化產品之間用於數據採集或控制的通信。在工業自動化的初期，通信在很大程度上是一種競爭優勢，自動化供應商發明了自己的通信協議，以發展技術優勢，並在某種程度上鎖定他們的客戶群。當然，這些年來這種情況已經發生了變化，供應商已經開放了他們的協議，甚至將它們作為行業標準來對待，以便擴大應用範圍。供應商意識到，擁有最大產品生態系統可供選擇的供應商將更有可能贏得部分項目，如果不是整個項目的話。供應商們也意識到成為自動化所有領域的專家是一項挑戰。讓我們探討幾種工業協議，以及那些可能與雲應用兼容的協議。

工業協議類型

隨著時間的推移，製造市場由一系列協議主導，這可以從自動化產品的領先供應商那裡理解。在討論哪些最適合雲之前，我們可以討論一些最常見的工業協議。其中包括協議名稱，如Modbus、EthernetIP、Profinet、CC Link、EherCAT等。其中許多協議以不同的形式提供，以解決不同的拓撲結構——例如專用線與以太網——以及不同的目的（一般信息傳輸與確定性控制）。

多年來的標準化努力為我們帶來了OPC基金會的技術，該基金會最初基於Microsoft技術，利用COM和DCOM Windows技術進行應用程序之間的通信。因此，OPC(過程控制的OLE——OLE是對象鏈接和嵌入的縮寫COM背後的技術)問世了。

#1: OPC

OPC帶來了訪問數據的標準，無論是輪詢還是訂閱，以及不同數據類型的定義和如何處理它們(模擬和離散變量、歷史數據、警報和事件等)。隨著時間的推移，這項標準化工作從以Windows技術為中心發展到與操作系統無關，再到支持Linux並提供適用於基於互聯網的通信的功能。

#2: OPC UA

新標準被稱為OPC UA——OPC現在代表開放式過程通信，UA代表統一架構，這是一個取代許多早期標準的標準。

#3: MQTT

另一種技術更側重於消息的傳輸，而不是消息的內容，這種技術源於對帶寬有限的高度分佈式基礎設施的需求，這種技術可以在上游石油和天然氣市場中找到。這個協議被稱為MQTT。近年來，它在工業自動化市場中的應用，尤其是在云通信方面，已經變得非常流行。

#4: BACnet

垂直市場提出了獨特的要求，並促進了獨特發展的需要。在樓宇自動化系統(BAS)領域，領先的協議稱為BACnet。在發電和配電領域，有許多協議，如IEC-61850、60870、DNP-3等。

隨著時間的推移，這些協議也存在於各種拓撲結構中，並且今天大多數都提供了以太網兼容性。

為什麼云如此重要？

雲計算的好處數不勝數，引人注目。它們包括:

• 資本費用轉化為運營費用
• 不再需要關注基礎架構管理
• 利用可持續擴展的架構
• 隨時隨地為您的整個組織提供可訪問性
• 利用領域專家的服務(安全、升級、解決方案開發)

雲可以有多種形式，從微軟和亞馬遜等行業領導者提供的解決方案，到針對目標市場的更大規模的產品。最後，還有託管解決方案，將本地服務器轉移到雲中的虛擬服務器，但仍完全由所有者的IT人員管理。

雲計算的目的是通過減少系統管理和硬件擁有量以及利用他人提供的解決方案的能力來降低總擁有成本。這些第三方解決方案通常是專門為市場構建的，並提供多租戶功能，讓服務提供商管理許多客戶，同時提供數據和用戶隔離。雲計算的概念，尤其是對工業市場而言，仍處於起步階段，公司正在努力解決雲連接和將數據託管在四面牆之外的想法。

但同樣，好處是引人注目的:降低了運營成本，領域專家開發了只需要連接到正確數據的垂直市場應用程序。還有一個非常引人注目的好處。服務提供商有能力利用從大量客戶那裡獲得的知識，為單個客戶提供更大的價值。因此，產品在一個環境中的故障模式可以通過從其他環境中學習到的故障模式來預測。這帶來了預測性分析的潛力，由來自類似用戶生態系統的數據的結果和匿名化進行調整。當連接到雲時，重要的是要考慮哪些工業協議最適合應用。

連接到雲時需要考慮什麼

利用基於雲的解決方案的注意事項分為兩大類

• 安全性(與數據連接相關的訪問安全性和網絡安全性)
• 傳輸(數據傳輸的可靠性和質量)

安全性通常通過使用VPN(虛擬專用網絡)來管理。對於雙向通信和臨時通信來說，這是一個極好的解決方案，因為它是為遠程故障排除目的而設置的。當使用VPN進行臨時訪問時，客戶可以利用解決方案以非常有條理和可控的方式保護和代理對終端的訪問。這可能包括批准流程、訪問窗口和時間限制，以及額外的身份驗證級別。

對於向雲的信息傳輸，使用發布-訂閱模型和連接代理來最大化安全性變得越來越流行。遠程站點將數據發佈到一個已知的非常安全的連接，數據的用戶(雲應用程序)將通過代理訂閱數據，從而消除了應用程序對代表漏洞的遠程通信細節的了解。微軟物聯網中心是這種技術的一個很好的例子。

雲連接的工業協議

不是所有的工業協議都與雲應用兼容，也不應該兼容。無需深入了解每種協議並定義它是否可以連接到雲，只需說連接性問題的整體解決方案將是部署邊緣設備技術，一方面處理與您的it和OT環境的通信，另一方面處理雲數據傳輸的要求。這些設備開始在市場上激增，其中一些內置了特定的雲連接，而另一些則採用了更多的工具包方法，可以靈活配置。大多數都將數據傳輸作為其唯一的功能，而其他的除了數據傳輸之外，還支持數據建模、分析和可視化。

從OT的角度來看，我們再次討論了無數的協議和它們被定義的目的。如前所述，有些網絡是為確定性性能而設計的，例如PLC和伺服驅動器之間的通信。諸如此類的協議很難在不影響其性能的情況下共享。數據共享將通過與控制器而不是控製網絡上的設備進行通信來實現。其他更通用的協議通常很容易連接到云網關(邊緣設備)，以便與雲共享信息。

隨著時間的推移，以太網在拓撲結構和性能方面都有了很大的改進，最初主要集中在同軸電纜上，現在集中在雙絞線上，速度超過1千兆位。最近的增強是在設備同步和流量整形能力方面。這些功能以及更多功能都屬於以太網增強的一個領域，稱為TSN(時間敏感網絡)。TSN能夠對以太網上的通信進行優先級排序，並控制流量的帶寬。從長遠來看，總體好處是通過簡化的架構和將所有信息暴露給雲系統的能力，更強的故障排除能力——訪問所有設備，降低成本。

安全可靠地連接

即使市場上有廣泛的工業協議，現在也可以直接或使用邊緣網關安全可靠地將幾乎任何自動化解決方案連接到雲。我們今天面臨的挑戰是在教育和辯護領域，但好處是很多的。