应用案例 | 基于edgeConnector Siemens的自动加油站系统物联网升级方案

随着汽车行业智能化的不断推进，汽车企业正积极寻求优化生产流程的方法，以提升效率并降低运营成本。某知名汽车企业计划对其工厂内的自动加油站（Filling Station）系统进行升级。该升级计划的第一步是在他们的其中一个工厂内先进行试点部署，然后再逐步推广至其他工厂。

该企业希望在新的自动加油站系统中采用标准化协议，构建一个开放式的物联网（IoT）架构解决方案，同时尽量减少对硬件的依赖。为了确保数据的互通性和系统的可扩展性，这一物联网方案需要与企业正在大规模部署的云平台应用相兼容。

在技术层面，该企业要求物联网组件必须支持MQTT协议，以实现与本地MQTT Broker的双向数据通信，满足类似制造执行系统（MES）的功能需求。此外，物联网组件需兼容现有的PLC设备，包括Siemens S7-300/400 PLC以及少量的Siemens S7-1200 PLC，以确保对不同型号设备的有效集成能力。在安全性方面，物联网组件需具备基于LDAP（轻量级目录访问协议）的用户管理机制，以保障身份认证和访问控制的安全性。整体解决方案不仅需满足上述技术和安全要求，还需保持良好的稳定性以及具备面向未来的扩展能力，以适应该企业的长期发展战略。

（图1 汽车整机厂生成车间，图源：Softing Industrial）

为应对上述挑战，该项目采用了Softing edgeConnector Siemens作为物联网架构的核心组件。edgeConnector Siemens是一个基于Docker容器技术的软件模块，不仅兼容西门子S7系列的PLC，还支持OPC UA和MQTT等标准化协议。

在该解决方案中，edgeConnector Siemens被部署在标准的IPC（工业计算机）上，用于访问西门子S7-300/400和S7-1200 PLC数据，并与本地MQTT Broker建立连接。它可作为MQTT Publisher，将获取到的PLC数据发布到MQTT Broker，供本地加油站应用以及部署在AWS云端的应用订阅和使用。此外，为了实现标准化并简化部署流程，该项目采用了Red Hat OpenShift容器管理平台来管理和运行edgeConnector Siemens镜像。在项目初期，该企业还使用了轻量级容器管理平台Portainer进行PoC（概念验证）和安装测试。

最终，该企业在加油站系统的IPC上成功部署了超过50个edgeConnector Siemens实例。面对大量不同型号的西门子PLC，edgeConnector Siemens展现了出色的兼容性和稳定性，不仅可对各型号PLC的数据进行读写访问，还支持访问西门子S7-1200的优化数据块。在安全性方面，edgeConnector Siemens支持SSL/TLS、X.509证书、身份验证和数据加密等多种安全标准，同时具备LDAP用户管理功能，能够充分满足企业对数据安全的要求。

（图2 edgeConnector Siemens产品方案，图源：Softing Industrial）

在该加油站系统的升级项目中，Softing edgeConnector Siemens提供了一种可靠、有效、便捷且可扩展的PLC数据管理方案。该方案不仅满足了客户当前的需求，同时也为未来的大规模部署和智能化升级奠定了坚实基础。edgeConnector Siemens在该项目中的主要优势包括：

1. 强大的设备连接能力

• 支持多型号、多数量PLC同时连接，并为不同型号的PLC提供专用或更可靠的连接方式；

• 支持双向数据交换，满足MES型应用对PLC数据读写的实际需求。

2. 灵活的方案部署

• 不依赖专有硬件，有效避免供应商锁定问题；

• 支持MQTT和OPC UA等标准化协议，确保与各类系统的良好兼容性。

3. 易于管理

• 通过标准化IT工具（如Red Hat OpenShift和Portainer）管理PLC的连接和数据传输，大大降低运维成本；

• 提供基于REST API的远程配置和基于WEB的本地配置方式，方便用户根据需求灵活操作。

4. 易于扩展和迁移

• 采用容器化架构，可根据业务需求轻松扩展规模；

• 基于开放式物联网架构，能够无缝迁移到其他项目，具备高度的灵活性和适应性。

dataFEED OPC Suite是用于OPC UA和OPC Classic通信以及物联网云连接的软件解决方案。通过集成的OPC UA服务器（具有存储与转发功能），它能够可靠访问知名制造商的PLC，例如Siemens SIMATIC S7、Rockwell ControlLogix、B&R、Mitsubishi和Modbus控制器（如BECKHOFF TwinCAT、Schneider PLC等）。

作为两种OPC标准之间的网关，dataFEED OPC Suite支持将现有的OPC Classic组件和应用程序集成到现代工业4.0的OPC UA解决方案中，以便继续使用现有组件，保障投资和节省成本。通过MQTT和REST协议，dataFEED OPC Suite还可将生产数据传输到物联网云中。此外，它支持将生产数据存储在本地文件或SQL数据中，同时还具有数据预处理功能，例如通过内置的LUA程序，轻松灵活地对机器数据进行分析处理。

（图3 dataFEED OPC Suite——可靠的OPC通信和物联网云连接一体化解决方案）

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