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 【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

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万泉河
至圣

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楼主    2018-05-23 10:17:31
主题:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案


中文摘要:本文从工控行业视角阐述了对物联网的认识, 以及对未来方向的定位。 

中文关键词:物联网, IOT。

Abstract 

This paper introduces that  IOT is Noting.…

Key Words (英文关键字): SIMATIC IOT , WASTON, IBM 

正文: 

感谢这次西门子组织的IOT模块测试体验活动,得以近距离亲身了解体会IOT的概念和以及应用。



按照约定的要求, 连到了S7-1500 CPU , 把要求的S7通讯和OPC UA通讯都成功实现, 也做了到IBM云端的通讯。 比较顺利过程不详述。


总结如下:



1,什么是IOT

 



IOT是Internet Of Things的缩写。所以IOT就是中文意义上的物联网。 西门子开发的SIMATIC IOT 2000模块就是为物联网行业而生的。 物联网当下以及未来, 都会是一个异常热闹的行业。 大量的人力物力资源齐聚其中,不仅仅自动化行业, 不仅仅西门子, 也更不仅仅SIMATIC IOT 2000 。 所以, 万万不可以把IOT 2000等同于物联网, 也更不能把物联网等同于西门子IOT2000 。那样, 会在业界闹大笑话的。 

所以, SIEMENS给他家的IOT应用模块直接简单取名为IOT,一方面是讨巧, 但另一方面也容易引发混淆。我们在称谓一个模块的时候, 不小心会指向整个大行业。 这不太好。 所以,要尽量避免简称。 即便要简称,直呼其模块代号 2040或者2020 反而比IOT或 SIMATIC 更精确。 

在物联网行业,应用最广泛的是arduino和树莓派,在它们基础上稍加开发,形成各种可以应用的硬件。行业中大量厂家推出自己的物联网硬件产品, 西门子的SIMATIC IOT 2000 只是其中的一种。 目前来看入局晚,属于小众产品。 

比如, IBM旗下也有自己的IOT硬件产品:

 


2,  物联网的本质

  在互联网时代,实现的是每台电脑的上网。 而在物联网时代, 实现的则是每个物体的上网, 信息发布与交互。 而要实现万物互联,因为数量庞大,低成本是一个核心需求。 而物体的信息上网互联, 其实仅仅是第一步。信息数据上网的目的绝不是简单为了看看。 而更大的意义是后端的数据处理,数据分析。

所以,名义上看是物联网, 但其实其本质却是软件系统。 而大量的数据虽然数据量大, 但其实数据类型并不多。 进行数据分析的模型种类很少。 所以只要平台模板做好, 再多的数据进到平台, 只需要简单的调用接口, 就能实现需要的功能。 

所以, 大量的物联网公司,都看到了平台的重要性。平台在手, 天下我有。 这个逻辑很简单。 但做平台谈何容易。上到物联网的数据,很少愿意花钱,即便愿意花钱, 因为在硬件方面已经投入太多,能够分给数据功能的费用就已经很少了。 所以物联网平台的将来势必又要和互联网时代的谷歌,腾讯等一样, 强者恒强, 赢家通吃。 


3,物联网的现状

要做物联网, 必然离不开云。 物联网平台, 必然需要建立在云平台基础上。 放眼物联网行业,昔日的软件巨头, 蓝色巨人IBM不经意间又再次成长为物联网行业的巨人。并俨然成为行业霸主,主导着行业的规则和标准。 这其中, 云平台即IBM BlueMix, 而物联网平台即IBM Watson IoT platform。


在所有基于LINUX的物联网模块中,IBM开发了图形界面的编程语言NODE-RED。可以直观地可视化的对IOT模块进行编程。实现对数据的抓取和推送等功能。 

而对于需要上传到云平台的数据,在WASTON平台注册帐号购买需要的计算功能,在NODE-RED中加装一个WASTON的插件,以框图的方式,将数据推送到云端,即可在云端对数据进行分析。 

因为SIMATIC IOT 2000就是基于LINUX的物联网硬件, 所以自然支持WASTON的所有功能, 我们通过NODE-S7协议或者NODE-OPC UA接口, 很容易从西门子PLC S7-1500中读到了数据, 并通过WASTON送到了IBM云端, 并通过浏览器, 访问IBM 云端, 浏览到了数据信息。


4,西门子SIMATIC IOT2000的定位。 

为了最大程度的向下兼容, IOT2000连端子接口都直接与ARDUINO兼容。因而可以直接使用ARDUINO的扩展板。 甚至可以切换到ARDUINO模式进行编程。但在这种模式下,没有NODE, 没有云服务, 实在想不出可以有什么正式的应用。 

而如果想让IOT2000在以ARDUINO模式运行的同时,还可以同时运行NODE-RED的话, 以西门子的习惯做法, 绝无可能。 

尽管西门子想尽量做到与ARDUINO的友好接口, 但要想取代ARDUINO而取而代之的话, 恐怕难度相当大的。 毕竟超过20倍的价格差距在那儿放着呢!况且也看不到任何优势。 

除了ARDUINO编程接口与NODE-RED编程语言之外, IOT2000还支持eclipse编程平台。 这是一个更为庞大复杂的跨平台开源编程开发环境, 需要给IOT2000安装SDK插件后才可以用CPP语言进行开发。 相当于没有任何功能封装, 所有编程接口都提供给了用户。 

而对用户来说, 如果购买的IOT模块,都同样需要从底层起开发功能,需要具备较高的软件开发的经验的话,就没有必要选用价格贵许多的SIEMENS这样的厂家专用的物联网模块, 而情愿购买价格更为便宜的普通的 如NODEMCU这样的芯片了。 

所以, 综合分析, 西门子所提供的IOT2000模块, 主要的意义在于其能够便利地与已有的设备控制系统的PLC进行通讯, 采集数据。 

物联网数据采集与PLC数据采集与控制的模式截然不同。 前者通讯的时间间隔长, 响应速度要求低。 而后者通常需要较快的实时性响应。所以,在工厂控制系统中PLC永远不可能被取代。 而尽管现在PLC的CPU算力也都足够强, 但如果想要PLC来实现IOT数据传递也更加不可能。 比如因为与云端服务器的通讯中断, 而导致PLC系统的循环周期超时而导致整个系统宕机, 一定是不可接受的。 所以还是用一个专用的网关来专门处理与云端的通讯更为合适。 这就是IOT2000存在的意义, 即西门子开发这个产品的意义所在。 

比方说, 一个大型工厂, 有大批的物理数据需要采集,送到物联网平台进行数据分析, 有大部分数据需要安装传感器, 并IOT模块来实现。 但工厂中少不了使用SIEMENS PLC控制系统, 而一些物理量数据已经在控制系统中被采集。 或者有些直接就是PLC中的运行数据。 要从SIEMENS PLC中读取数据, 通常需要S7协议支持。 如果不能实现, 那整个项目中,设备的数据部分虽然在控制系统中可以显示, 但在物联网平台上则缺失。物联网平台上对相关数据进行的智能分析统计功能, PLC监控系统中还未必有。 所以客观来说, 对各PLC厂家, 各智能设备厂家, 都需要一个集成了物联网接口的网关模块。 西门子只是顺应了这个需求而已。 

而相比于PLC控制系统整体来说, 物联网模块价格1600元的价格就不算贵的离谱了。 完全可以接受。 

所以,SIMTIC IOT2000的应用对象应该是对PLC系统相当熟悉的工控专业人员, 而不是物联网行业中的开发者。 所以它应该在功能上和使用习惯上尽量符合PLC行业的使用习惯。 尽量少的编程工作量, 尽量少的编程技能的需求, 大量工作可以简单配置实现,可重复, 故障可诊断。 目前来看,IOT2000做到了一部分, 但还有很多路要走。 测试中, 按照向导说明书,一步步做下来, 成功的时候不明所以。 但也经常遇到失败的情况, 各种错误信息, 对物联网外行来说, 简直莫名其妙。 

你完全可以推卸责任, 指责用户技能不够,不懂得物联网平台的习惯等等,但也要随时防备用户的反问: 我如果什么技能都具备了, 啥都会,那我自己完全有开发能力, 去用2美元的芯片自己全部实现便是了。 凭啥还要用你西门子的IOT模块呢?


5,工控人员面对物联网行业的定位

前面说了, 物联网行业是个大行业,相比之下, 工控行业规模要小得多得多。 大批专业人才从互联网和电子行业涌入到物联网行业来, 导致我们还没弄明白它是什么的时候, 它已经由蓝海变成了红海。 市场竞争, 技术竞争, 人与人之间的竞争,都异常激烈。 所以建议工控人员, 如果不是打算要彻底改行投身到物联网行业的大潮流中的话, 那实在不需要对物联网投入过多的精力。 你我以往的经验累积, 投放到物联网行业里, 实在价值很小。 

所以, 对于工控行业人员来说, 所需要做到的仅仅是, 如果我们辖区内的控制系统, 有需要跟物联网对接,那只需要做到,会给他们的开发人员做一个配置,把接口提供给他们,就够了。 简单说, 就是买一台SIMATIC IOT 2000的网关,配置在项目中就够了。 具体的工作方面, 整理提供PLC系统中的数据接口, 提供给对方。 而具体物联网平台上的数据, 让他们自己玩去吧!我们只远观, 只配合, 不追求主导。 

打一个比方,过去自控系统经常要面临与MES, ERP系统的交接,通常只需要告诉对方,WINCC支持OPC协议, 或者可以提供SQL SERVER数据的访问接口。 配置层面上就OK了 。 那么同理, 当自控系统遇到物联网系统的时候,只需要告诉对方, 我们可以支持物联网协议接口, 就可以了。 而工作量么, 其实就是买一台IOT2000网关模块。



就这样。 


(个人观点, 不喜请重喷,别怪我反击。)


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依然
至圣

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1楼    2018-05-23 10:25:44
主题:回复:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

支持,点赞!

欢迎晒作业,多多益善

JUST DO IT
工控一良
游侠

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2楼    2018-05-23 11:15:16
主题:回复:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

 @万泉河 版高人也

我等自动化人有很多控制know how,如果把这些迁移到物联网上岂不是能拓展咱们的生存空间。

kibu
侠圣

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3楼    2018-05-23 12:32:03
主题:回复:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

还是希望买来的东西简单配置好就能用,节约时间;

协议之类的东西都是固定的,没必要每个人都去搞模块开发

RENHQ
至圣

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4楼    2018-05-23 14:29:04
主题:回复:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

涨见识

感觉入门还是比较难的

Q群:https://jq.qq.com/?k=9BDuEgf6
lzm
奇侠

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5楼    2018-05-23 15:11:07
主题:回复:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

新概念要了解,学习,但毕竟精力局限,理解并同意楼主的主张。

做好本职就是专业了。

Querer es poder! 修福粒米藏日月 持慧毫芒有乾坤
pingchangxin
侠圣

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6楼    2018-05-23 15:58:37
主题:回复:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

楼主这视野是相当广啊。

精益求精
yming
至圣

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7楼    2018-05-23 18:46:27
主题:回复:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

有点不同意见呢。

蓝色巨人?IBM?我觉得本质上与IBM 没太紧密的关系。IBM云只是数个数据云的一个而已。说不定哪天微软(不是说微软的Azure云) One Drive 开放了端口,你也有别人上不去的私有云(自己头上的一片云)。
物联网确实是“物体的上网”,但不一定非要上它们这些“云”。去不去这些“云”;完全要看它的服务,这些服务是否是你需要的。
这话什么意思?
假如你是个数字产品开发商,你开发了一款具有物联网功能的产品。它可以通过WiFi经路由器连接到互联网上的一个“云”;用户买了你的产品,就具有了一个凭证,用它就可以登录“云”(不管使用什么UI了),来监控产品。
云中,通过记录用户的操控过程,使用某软件分析,来达到用户对某种功能要求:比如,这是个节省钱的用户;这是个享受的用户等等。进而稍稍智能点的,替用户预判来控制那个数字化产品。
很明显,这个“云”的提供的服务功能很重要!
问题来了,谁才会需要这种云服务呢?是产品开发、销售、服务商,对不特定的用户。每卖出一个产品,就发出一个凭证。在云中用一套xx软件来提供某功能服务

所以,我认为,大企业才不去这种公众云平台呢,只需要它自己专用的服务器来解决这些问题。
所以,中小企业选云平台,是为了它所能提供的那些功能而去的。
如果,你不需要这些功能,你完全可以不去。仍然可以做个“物体的上网”物联网。

如果西门子也建立它的物联网云平台,上面放好西门子专业的各种功能的软件(这种专业软件对于中小公司也买不起。)。那么它只要告诉我,需要哪些数据,那么我就可以在IOT2K中记录保存这些数据。租用云平台一星期,将分析结果告诉我。不行么?


学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
yming
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8楼    2018-05-23 19:12:39
主题:回复:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

关于Arduino接口,其实就是个兼容布置。反正这些端口本来就是 Intel Quark? x1020 芯片自带的,不用也浪费了。我想,西门子就索性就按Arduino UNO布置了。
这样也好,可以通过扩展版,安装已有的外设。也可以再插上自己开发的Arduino UNO。反正I/O是输入还是输出,都是可自定义的。输入对输出就可以了。而那个自己的Arduino UNO 可用 Arduino IDE去开发。
反正我试了试使用Arduino IDE 传写好的没成功,也担心:真的变身Arduino,就完蛋了。Arduino UNO我有好几个。便宜的很。

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万泉河
至圣

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9楼    2018-05-23 22:41:12
主题:回复:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

我到现在没弄明白arduino是怎么扩展模块的。 

或许, iot2000可以轻松利用arduino的扩展模块?


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yming
至圣

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10楼    2018-05-24 00:24:41
主题:回复:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

我认为是的。接上电源(默认是3.3V,跳线可改成5V;我那个(三)上,画出来了);直接使用Node-Red即可(有这些PIO的 node )。你可以直接定义这些 IO(每一个 IO点都是双向的。)来使用。

当然,也可以插扩展版(扩展版焊你的集成电路,或端子等等);也可插扩展模块(网上可买到的那些 UNO兼容的)。

扩展版也可以转插另一个 Arduino UNO;它的IO也是可定义的。只要相互对应(输入 - 输出)就可以了。而这个另一个 Arduino UNO 是可以用 Arduino IDE去编程。

这只是属于本体的一些可用的 传感器 IO 罢了。比如:网上有十几元的 5V的 PT100热电阻传感器,接上就能用。(反正,买5V的就对了。)


虽然理论上、实际上这些模拟量IO你也可以做成什么PID控制,但肯定不是IOT的本意;本意还是采集数据使用。比如:我周边的环境,至少要采集1年数据才有用(现在就是用LOGO!采集记录,30分钟记录一次。存入卡中)。

我觉得 analog 模拟量更有用,像Arduino MEGA 模拟量输入AD就16个。可惜接口分布不兼容 UNO。

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WhichCC
游侠

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11楼    2018-05-25 09:45:14
主题:回复:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

你好,你有没有遇到直接使用IOT2000 的I/O 通过Arduino 编程去读取传感器,像DHT11,无法使用的情况? 我现在只能通过外接一个UNO控制DHT11 ,然后通过rt、tx传给IOT

yming
至圣

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12楼    2018-05-25 11:26:01
主题:回复:【万泉河】IOT2000:蓝色巨人阴影下的西门子物联网解决方案

你是说 X11的1/2那两个RxD/TxD?

Arduino IDE编程后来我没有再测试。这里有两点需要注意:

1、那些PIO的功能,要在系统中设置,PuTTY\ iot2000setup\Peripherals。

2、我还是喜欢在NodeRed中使用PIO。它们只是在变化中(上升沿/下降沿触发)可启动一个节点流。串入那个function 功能节点,用Javas cript 编程,要比Arduino,强大,灵活许多。


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