做非标设备的工程师,几乎都会遇到一个问题:
“这个协议,控制器支持吗?”
如果是 Modbus、CAN、RS485 等常见工业通信方式,通常比较容易解决。
但真正到了非标项目,客户提出的通信需求往往没有那么标准。
可能是客户自己的私有协议。
可能是设备与上位机之间的专用通信格式。
也可能需要对接MES、数据库、服务器,甚至云端系统。
这时候,问题就变成了:
如果控制器没有这个协议怎么办?
这恰恰是开放式工业控制平台需要解决的问题。
一、标准协议很好,但现实设备不只有标准协议
Modbus、CAN、RS485等工业通信技术已经非常成熟。
对于标准化设备来说,使用成熟协议能够降低开发难度,提高系统稳定性。
但非标设备的特点就是:
客户不同,系统不同,需求不同。
例如客户可能要求:
使用自己的设备通信协议;
按照指定的数据格式传输;
与已有上位机进行通信;
对接MES系统;
通过TCP/IP进行设备联网;
提供HTTP/API接口;
将设备数据发送到服务器;
与企业内部软件系统进行数据交换。
这些需求并不一定能够直接通过一个标准通信模块解决。
于是工程师经常遇到一个尴尬的问题:
设备本身没有问题,但是控制器的通信能力限制了设备。
二、真正的问题不是“有没有通信接口”
很多人理解通信协议时,容易把:
RS485、Ethernet、CAN
和:
Modbus、TCP协议、HTTP、私有协议、API
混在一起。
实际上,这是两个不同层面的问题。
接口是硬件能力。
而:
协议更多是软件能力。
有一个Ethernet接口,并不意味着设备自动支持客户要求的所有网络通信方式。
有一个RS485接口,也不意味着工程师可以直接实现客户定义的任何串行协议。
真正决定设备“能不能说客户要求的语言”的,是:
软件是否可以开发。
三、传统控制器的问题:通信能力往往被平台定义
传统工业控制器通常会提供一系列成熟的通信功能。
例如:
Modbus RTU
Modbus TCP
CAN
OPC UA
Ethernet/IP……
这些功能非常有价值。
但问题在于:
厂家提供什么,工程师通常就使用什么。
如果客户提出一个没有被支持的私有协议,工程师就可能需要:
增加通信模块。
增加网关。
增加一台工控机。
或者再增加一层软件。
于是,一个原本很简单的通信需求,可能变成:
PLC + 通信模块 + 网关 + 上位机。
系统能够实现,但架构变得越来越复杂。
四、如果通信协议本身就是软件呢?
开放式工业控制平台提供了另一种思路:
把通信协议看成一种可以开发的软件。
例如客户提出一个私有TCP协议。
工程师可以直接在Linux环境中开发对应程序。
客户要求特定的数据格式。
可以通过软件进行解析和封装。
客户需要一个API。
可以开发对应的接口。
客户需要与MES交换数据。
可以按照MES的接口规范开发通信程序。
这时候,工程师考虑的就不再是:
“厂家有没有这个协议?”
而变成:
“这个协议怎么开发?”
这就是两种控制平台思维上的根本区别。
五、自定义协议,对非标设备意味着什么?
它意味着:
设备可以更容易适应客户现有的信息系统。
而不是要求客户为了你的设备重新改变整个系统。
比如一家企业已经建立了自己的MES。
他们希望设备上传:
设备编号、运行状态、测试数据、报警信息、生产结果。
如果设备能够根据客户接口要求开发通信程序,那么设备就可以直接进入客户现有的信息化体系。
对于设备制造商来说,这意味着:
设备从一个独立运行的机器,逐渐变成客户工厂信息系统中的一个节点。
这也是工业设备越来越重视网络和软件能力的原因。
六、通信能力正在成为设备产品的一部分
过去,我们可能认为:
设备 = 机械 + 电气 + 控制。
现在则越来越接近:
设备 = 硬件 + 控制 + 软件 + 数据 + 网络。
通信协议正是连接这些系统的基础。
设备需要与:
HMI
上位机
MES
SCADA
数据库
服务器
云平台
进行数据交换。
所以,对于新一代非标设备来说:
通信协议不应该只是控制器上的一个固定功能,而应该成为设备软件架构的一部分。
企业越早意识到这一点,就越容易建立自己的设备软件能力。
七、HTB为什么特别强调Linux和自主软件?
HTB的开放式架构,本身就是为了给工程师留下软件定义空间。
核心架构:
Linux工控机
独立测量模块
独立I/O模块
自主开发软件
Linux提供开放的软件运行环境。
工程师可以根据项目需求开发自己的通信程序。
例如:
自定义TCP协议。
私有数据协议。
上位机通信接口。
MES接口。
Web API。
数据服务器接口。
因此,HTB并不是简单地说:
“我们支持多少种通信协议。”
而是希望提供另一种能力:
让工程师可以自己开发需要的通信协议。
八、这对老板意味着什么?
从企业经营角度来看,自定义协议的价值并不仅仅是“工程师方便”。
更重要的是:
企业面对客户特殊需求时,拥有更大的主动权。
客户提出新的接口要求,不一定意味着更换控制器。
客户增加新的软件系统,不一定意味着增加大量外围设备。
客户要求新的通信方式,也不一定意味着重新设计整个控制架构。
企业可以在自己的软件平台上进行扩展。
这意味着:
客户需求可以变化,但底层平台不必跟着变化。
这对于长期做非标设备的企业非常重要。
九、真正的开放,不是“支持很多协议”
这是我们特别希望强调的一点。
如果一个控制器宣传自己:
支持20种协议。
这当然是一种能力。
但更重要的问题是:
第21种协议怎么办?
开放式平台的价值就在这里。
它不是告诉工程师:
“这里有20种协议,你只能从里面选。”
而是告诉工程师:
“这里有一个开放的软件环境,需要第21种协议,可以自己开发。”
这才是真正意义上的:
可定义。
结语:让设备学会“说自己的语言”
标准协议解决的是标准化问题。
自定义协议解决的是非标设备的差异化问题。
对于高度标准化的设备,固定通信功能已经足够。
但对于不断面对客户定制需求的非标设备企业来说,更重要的能力可能是:
当出现一个没有现成答案的通信需求时,企业有没有能力自己解决?
这也是 HTB坚持开放式工业控制平台的原因。
Linux提供开放的软件基础。
模块化硬件提供工业现场能力。
自主软件让工程师定义设备自己的通信方式。
后续:
通信协议不再只是控制器的固定功能,而成为企业可以持续开发、持续积累的软件能力。
HTB——面向非标设备工程师的开放式工业控制开发平台
硬件平台已经完成,控制系统由您定义。
开放 · 模块化 · 可定义
需要什么协议,就开发什么协议。
工业控制器自定义通信协议
工业控制自定义协议
自定义通信协议开发
工业控制器通信协议
非标设备通信协议
PLC自定义通信协议
Linux工业控制器
工业控制系统二次开发
MES设备通信接口
工业设备网络通信