彭夫柯：未来工业物联网系统是扁平化的云系统架构

万可电子（天津）有限公司CEO彭夫柯

　　新浪财经讯 “2018科博会中国科技创新论坛”于5月19日在北京·全国政协礼堂举办，万可电子（天津）有限公司CEO彭夫柯出席并演讲。

　　万可电子是德国的自动化厂家，1996年进入中国的市场，现在有1600多名员工。

　　提供了复兴号内部的连接器，在恶劣环境下的电梯相关产品，还有照明行业，例如著名的蛟龙号，例如飞利浦照明用的端子。

　　工业互联网，是近两年的热点，也是实现德国工业4.0和中国制造2025年的基础，传统工业自动化系统，含5层金字塔的结构，工业数据自下而上，按顺序处理，每一层都完成，比如说设备层，很多种现场传感器和执行器，到第二层，控制层则是负责采集和工艺。

　　彭夫柯称，未来工业物联网系统是扁平化的云系统架构，然后云端的这个功能也可以实现，线上的这个传感器和执行器可以直接连通云端。

　　工业大数据也是工业的热点，如何使工业大数据创造价值？一个前提条件是工业领域的数字化，当设备都能完成数字化转换的时候，设备一启动它就能够上传大量的数据。只有对这些数据进行梳理和传输还有整理，才可以使数据变得直观的，只有分析之后才能转为清洗，这样一来我们的客户就可以采取对原来的工艺流程进行改进，就有机会提供额外的价值。

　　以下为演讲实录：

　　彭夫柯：大家好！我是来自万可中国的彭夫柯。感谢组委会给我提供这次机会，介绍怎么应对工业4.0的挑战。我今天要给大家讲的是“从传感器到云—万可工业物联网方案”。

　　万可是一家典型的德国中型企业。我们是弹簧端子的发明者，从1951年成立以来，万可开发了上万种弹簧连接端子，以满足各种工业和民用需求。到目前为止，万可依然是全球弹簧端子种类最多、数量最大、品质最好的供应商。

　　从八十年代开始，万可逐渐进入了自动化行业。到目前为止，万可能提供上千种自动化元器件，来满足各种工业应用需求。

　　万可的总部位于德国Minden市，离汉诺威开车大概一个小时。我们是一家全球公司，在8个国家分布了9个生产基地，拥有28家全资子公司。我们在2017年全球的销售额达到了8.62亿欧元，全球的员工人数超过了8000人。

　　万可在1996年就进入了中国，我们在天津武清开发区有一家面积达7万平米的工厂，员工人数超过1600人。我们在中国有16家销售分公司，服务网络遍及全国各地。

　　万可的弹簧连接器活跃在中国的三大行业。首先是铁路，在铁路机车和铁路信号行业应用了大量万可轨装弹簧端子。在电梯行业，轨装和PCB端子也得到了广泛的应用。这两个行业的特点是使用环境非常恶劣，震动性高，温度变化剧烈。所以这两个行业充分发挥了万可弹簧端子免维护、抗震动的性能。

　　我们第三个行业是照明灯具行业，在几乎所有的高端照明灯具里面都采用了万可弹簧连接器，因为体积非常小。

　　除此以外，万可也在建筑电气连接领域里拥有世界领导者的地位。比如说最右边的图就是最常用的221系列端子。这些端子能帮助我们的楼宇，包括我们的家庭里面避免使用黑胶布，使用这种弹簧连接器会使家里的电气连接稳定可靠地工作二十年，甚至更长的时间。

　　下面是万可自动化在中国的案例。第一个典型的案例是盾构机。海瑞克是全球最著名的盾构机设备制造商，万可的远程I/O系统负责海瑞克盾构机关键电气信号的传送。所以我们的750系列产品在海瑞克的盾构机上获得了全面应用。

　　第二个典型应用是智能照明。万可能够在智能照明行业提供全套的方案。比如说，在沈阳的华晨宝马汽车有限公司拥有三百八十万平米的厂房和办公楼，全部采用了万可的智能照明控制方案，以达到灵活性配置和节能减排的目标。

　　万可自动化另外一个典型应用行业是海事和船舶行业。在蛟龙号中，万可的弹簧连接端子和以太网控制系统凭借其出色的可靠性获得了成功应用。

　　以上我们谈到了万可在电气连接领域以及在自动化行业的产品和案例。只有具备软件定制能力，才能把万可大量的工业元器件和云端应用软件结合起来，我们才可能提供工业物联网整体方案。2015年工业软件供应商“美名软件”加入了万可集团。美名软件是一家来自德国的工业软件定制供应商，在工业软件行业服务了30多年，在中德三个城市拥有170名员工。美名软件在苏州拥有一个90人左右的工程师团队，这为万可提供本地化方案建立了非常好的基础。

　　工业物联网是近两年讨论的热点，也是实现德国工业4.0和中国制造2025的基础。传统的工业自动化系统含这样的5层金字塔结构，工业数据自下而上按顺序处理，每一层都完成特定的功能，比如说设备层含各种现场传感器和执行器，而最高的ERP层则负责企业级信息管理。

　　工业物联网的出现，使传统的工业自动化金字塔转变为一种全新的扁平化架构，原来的SCADA、MES和ERP的核心功能均由云端的功能块完成，而现场的传感器/执行器则可直接联通云端。

　　工业大数据也是工业界的热点。怎样使工业大数据创造价值？这个需要有一个过程，其中一个前提条件是工业领域的数字化。当我们的设备都能完成数字化转换的时候，设备一启动，它就能够产生大量的数据。数据是无处不在的。但是，这个大量的数据在进行进一步地处理之前就是一大堆的0和1，它对于我们的用户来说是没有任何意义。只有对这些数据进行梳理、分析和解释，才能使数据变成透明的、可视的、和直观的。

　　这些大量的数据经过分析之后才能转化为信息，进而变成知识或经验。这样一来，我们的客户就可以采取措施对原来的工艺流程进行改进。这样持续几个循环，就有机会为工厂创造额外的价值。这就是从工业大数据到价值的一条逻辑链。

　　万可的750系列I/O模块是为工业设备提供自动化控制远程I/O而设计的。750系列是在九十年代由万可独创的世界上第一款模块化的远程I/O系统，该系统能够支持几乎所有的主流的工业总线，比如说PROFIBUS、PROFINET、CANopen等等。并且我们能够提供超过500种输入输出模块。可以很自豪地说万可的I/O模块支持几乎所有的工业现场信号。所以我们也可以认为，万可的I/O模块是一款天然的工业网关，它可以采集各种各样的现场工业信号，并可以通过工业总线发到主站系统。

　　当然，只通过工业总线还不能打通从传感器到云端的链接。万可的PFC200控制器实现了这一功能，支持各类国内外通用云平台，包括微软的Azure云和阿里云。PFC200的理念是采用PLC传统的IEC 61131编程规范实现MQTT物联网通信协议。

　　为了使电气工程师 — 而不是IT工程师 — 能迅速而方便地实现工业现场跟云端的联接，万可在控制器的底层做了很多工作。这里以跟微软的Azure云平台联接为例。万可的PFC200在基于CoDeSys 3的工程软件e！ Cockpit上进行编程。首先，万可提供了云联接库，含各类云联接功能块。对于电气工程师来说，实现云联接跟实现工业总线联接是一样的编程过程，他们不需要了解控制器底层是如何把工业数据转换为物联网数据包并发送。其实这些工作均由集成在PFC200内的Linux嵌入式应用Data Agent来完成的。PFC200可以实现跟云端的双向通信，而且控制器不必总是在线，当它检测到云联接中断时，可以把工业数据进行本地缓存，恢复联接后则自动断点续联。

　　这幅图是一个非常典型的架构，在现场有很多万可的I/O从站节点，它连接现场的各种传感器和执行器，把数据采集上来之后通过以太网工业总线发送到PFC200主站中去。PFC200主站在完成其本地数据采集和控制任务以外，还负责实现物联网通信。

　　到目前为止，万可已经从硬件和软件上，打通了从传感器到云端的链接。但是考虑到大量客户的实际情况，我们发现在客户端实现工业物联网项目还是有一定的难度的。比如说，客户需要懂PLC编程，具备系统集成能力，一定层度地了解物联网协议。但是他们还必须具备在云端编程环境设计应用的能力。也就是说，即便是客户具备PLC系统集成能力，那么绝大部分情况下还需要找一家工业软件公司来提供云端应用定制服务。

　　为了降低客户实现工业物联网的门槛，万可也顺势推出了WAGO Cloud服务。WAGO Cloud可以简单理解为一个在微软Azure云上运行的组态软件。采用万可的PFC200采集现场数据，通过非常简单的PLC应用，就可以实现把数据发送到云服务器，在WAGO Cloud应用中对这些数据进行组态、显示以及处理。

　　那么怎么样访问这些数据呢？任何客户端，包括手机、平板或者电脑只要能够访问网络，在IE浏览器中访问WAGO Cloud网址，输入用户名和密码就可以看到采集上来的数据。当然我们可以对这些数据来进行一些分析和应用，比如说实现能源管理、状态监控、预防式维护、资产管理，等等功能。WAGO Cloud采用微软的PowerBI分析工具可以非常便利地生成各种报表。此外，WAGO Cloud可以跟客户本地服务器上安装的MES系统或者ERP系统通过REST或OPC UA的方式来进行数据交互。

　　WAGO Cloud提供一些标准的功能，比如说项目管理、控制器管理、用户和权限管理。我们在WAGO Cloud标准功能里面可以来对现场的数据进行组态，来显示控制器的状态，来进行报警管理。对现场的数据可以通过文字和图片的方式进行呈现，也可以通过柱状图、曲图来显示，我们也可以加入功能按键，这些都是标准功能。当然，集成微软的PowerBI是WAGO Cloud的一个重要特性，它也支持导出CVS格式的数据。

　　为更好地服务于本土客户，万可中国培养了系统集成服务能力。我们的服务含定制硬件箱、定制PLC应用和基于WAGO Cloud的定制云端应用。

　　下面我简短介绍一下万可中国近期在国内完成的工业物联网项目案例。一个是智慧农业物联网平台，我们提供了整体的软硬件设计方案，含灌溉控制箱、物联网网关、云端定制应用。客户通过手机可随时随地查看大棚内的植物数据，并可发送灌溉指令。第二个是万可跟微软在国内的深度合作。我们为微软广州技术中心提供了IT机房监控的整体方案。

　　我今天的介绍就到这些，谢谢大家！

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责任编辑：谢长杉