选择一体化软硬件平台，而非简单的混搭和匹配各种产品，可以降低运营风险，并为自动化开发、可视化和项目分析的人员提供便利。

当设计团队着手进行新项目或改造项目时，有许多方法可以实现数字化监控。总的来说，项目的技术要求会决定实施路径，但通常有多种可能的路径，但并不是每一个路径都能以理想的方式实现目标。

过去，控制系统设计师的主要数字化关注点是基本的自动化和可视化。然而，今天的设计师必须通过提供智能现场设备、详细分析和云/远程可访问性来满足当前和未来对广泛的工业物联网（IIoT）数据连接的需求（图1）。

有人可能会认为，要实现这么多不同的目标，就需要定制各种硬件和软件产品，以提供传统强健的自动化功能和现代开放连接。事实上，许多终端用户、原始设备制造商（OEM）和系统集成商（SI）通常通过混搭的方式，试图构架一个可运行的系统。

更好的方法是使用经过验证的预先设计的解决方案来降低风险、减少工作量并加速达成结果。用户可以从制造厂商那里获取产品组合中的硬件和软件。这有助于用户构建可靠、灵活和可扩展的解决方案，具有与所有类型的现有和既有系统协同工作所需的开放性。

确定要求

工业自动化、可视化和可接入平台通常由以下一个或多个系统组合：

• 可编程逻辑控制器和可编程自动化控制器
• 边缘控制器
• 人机界面
• 工业计算机
• 监控和数据采集系统

构成这些系统的硬件和软件在可靠性、功能、连接性、可扩展性和安全性方面有着共同的基本需求。

对于工业用途，可靠性始终至关重要，其次是各种所需的功能和性能。但是，随着用户从创建小型独立设备开始，转而发现自己正在开发集成度更高、支持IIoT的系统，改进的连接性和可扩展性变得更加重要。

归根结底，对更高级别网络、计算和与云资源交互的需求推动了对全面网络安全的需求。

将一些专用产品与单个功能结合起来似乎很有吸引力，但这很难确保可靠的互操性。特定的硬件和软件可能在某些条件下工作，但有时不能扩展到更大的项目，包括提供可接受的网络安全条件。

从头开始

对于IIoT和SCADA来说，通常都想通过各种产品连接数据或出于其他原因，以提供一定程度的开放性和/或能力。但是，一些可用的选项可能是建立在消费级别基础之上的，这些基础在全天候的工业环境中根本无法支撑，或者是已经过时的技术。

此外，某些产品在许可证、有效标签数或其他方面可能被表示为“无限制”，但实施者可能会发现，全面扩展的唯一方法涉及越来越复杂的配置。多个第三方应用程序的集成可能会受到有限或基本通信驱动程序的阻碍（因此需要添加更多第三方产品），需要自定义脚本/代码来实现，并引入复杂的修补和更新维护任务。

真正通过预先测试的选项是有限的，因此实施者的任务是测试和开发自己的应用程序，以证明性能和安全性。具有自动化和编程经验的SI可能更喜欢也具备从许多单个产品创建解决方案的经验。然而，这种方法使得性能和可支持性更加困难，特别是当部署在终端用户或OEM时，他们必须培训员工在HMI、SCADA、IIoT、边缘计算等不同的工具和编程环境上工作。

综合而开放的可选项

既然“自己动手”的方法可能会有问题且耗时，那么当涉及到创建解决方案的更全面的平台时，用户应该怎么做？

从自动化的角度来看，一个基本原则是PLC将继续保持相关性。然而，较新的选项（如边缘控制器）提供了确定性控制以及通用计算的附加值。因此，用户应寻找能够确保在PLC和边缘控制器之间无缝移植和部署现有控制逻辑的产品系列，而无需进行返工，使用相同的工具集实现一致性。

解决方案应可从IIoT扩展到本地HMI，再到完整的HMI/SCADA和分析，同时提供以各种样式创建图形显示的能力（图2）。同样，用户应该寻找在一个开发环境中构建的解决方案，然后无缝部署到任何类型的端点，无论是边缘控制器、面板PC还是完整的IPC。

用户还应调查底层HMI/SCADA结构，并确保其基于现代标准。例如，使用Microsoft.NET和.NETCore框架创建的软件可以部署在Windows或Linux系统上，因此可以在各种硬件上运行。OPC UA上的通讯架构可安全实现广泛的工业连接。支持各种客户端技术意味着应用程序可以部署在所有类型的终端用户设备上。

当单个硬件和软件项目来自不同的供应商时，有兼容性问题的高风险。另一方面，提供控制器、PC和工业特定应用程序的整个硬件和软件组合的单一供应商更适合确保兼容性和直接集成。此类供应商还可以提供工具箱和符号的综合库，以加快PLC、PAC和HMI/SCADA之间的现实开发和集成。

采用单一供应商的另一个优点是可以使用预先验证的硬件/软件平台组合，不仅可以提供功能，还可以为用户提供满足IEC 62443-3-3网络安全标准。准备开发的平台支持最常见的自动化和IIoT任务，如HMI、边缘计算、边缘控制器、边缘分析和SCADA。其他模块为常见需求（如制造性能和能耗）提供开箱即用的分析，因此用户可以将其精力用于解决问题，而不是测试平台（图3）。

应用

食品和饮料行业的一家公司使用ERP系统，管理劳动密集型流程，将打印的指令发送到制造车间，在那里，这些指令是手动执行的，经常导致生产或包装错误。不合格零件和合格零件均由人工清点。这个问题很常见，采用的灵活方法使解决方案在很短的时间内实现，而不需要专门的资源来开发自动化任务所需的计算和分析。

生产经理希望提高可视化，但部署大规模生产执行系统对公司来说并不现实。现在，他们实现了一个可扩展的解决方案，从现有数据源收集数据，以提供生产的可视化。

作为起始步骤，该系统通过首先监控通过生产线的产品并识别好/坏产品来获取最相关的数据，然后对其进行加强处理，以数字方式将工作指令传输到车间。实时仪表盘提供了做出正确决策所需的生产力、总体设备效率和停机时间指标，通过一组定制报告有助于沟通生产过程中发现的问题。

该平台提供了及时、准确的数据，以确定影响生产力绩效的低效率，并能够与ERP系统直接通讯，更好地为公司制定高生产率。

一加一大于二

开发人员有很多用于构建工业自动化、可视化和数据连接/分析项目的硬件和软件选项。然而，通过从头开始并将部件集中来创建可靠、可扩展、安全和完整的解决方案是一项高风险的工作。为了克服这些风险并最大限度地降低总体成本，终端用户、OEM和支持他们的SI应考虑使用解决方案提供商提供的综合平台的好处，该解决方案提供商具有完整和协调的行业特定硬件和软件组合。

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