在数字化、信息化、智能化制造的大趋势下，预测性维护和大数据分析的需求在制造业领域日益增加，车间设备数据采集的重要性也越来越突出。然而，现有的制造设备不能实现自动输出设备内部状态信息，容易形成“信息孤岛”。赫优讯推出的开放式边缘云网关产品netPI，是基于多协议芯片和树莓派架构研发的一款智能边缘连接设备，凌顶科技自主开发的数采软件MDC.OPCUA.SERVER，通过Docker进行封装并集成在netPI中，进而可实现netPI采集CNC数据并进行实时监测管理的智能生产方式。
赫优讯开放式可编程边缘云网关netPI
netPI基于树莓派架构平台，包含原始的Raspberry Pi 3B电路及赫优讯的多协议芯片netX51，可实现从生产网络中直接获取数据，并进行可视化管理，实现快速搭建OT和IT数据的“桥梁”，用于安全的实施工业物联网和工业4.0等边缘自动化项目。
netPI以“开放式创新”为设计原则，创造项目共享附加值，采用以产品功能主动拓展为基础的开发环境，客户根据具体项目决定使用软件或硬件的形式实现。客户使用预安装的Docker下载和操作其他软件，netPI相当于一个Docker主机，允许用户在安全的Linux系统上执行自己的应用程序，同时保留所有的保护机制。为了便于板载Docket管理，netPI将Docker Web Portainer.io作为用户的前端访问界面，用户可直接通过界面直接进行相应的配置。
凌顶科技数采软件MDC.OPCUA.SERVER
MDC.OPCUA.SERVER数采软件是凌顶科技自主研发的一款OPCUA服务器，基于物联网通讯协议OPC UA，支持多种PLC和CNC设备的数据采集，并且采用多线程技术可同时服务于数十台设备或整条生产线的数据采集。MDC.OPCUA.SERVER的通讯驱动经过精心设计，可实现多变量智能分析合并采样和高速并发数据吞吐，在SINUMERIK系列CNC上采集设备状态数据、设备诊断数据、设备运转数据等40~60的数据变量，可达到2~6ms的高频采集率。
软件设计
· 配置netPI
对于netPI的配置，可直接通过设备名称登录Edge Gateway Manager，这是一个带有Tiles的Web界面，用于快速访问集成在设备中的应用程序或外部网页。
进入Edge Gateway Manager界面之后，激活Docker并访问Portainer.io，Docker是一个开源的容器技术，使用者可以通过容器将软件打包成一个标准化模块，从而用于开发、交付以及部署。赫优讯已在Dockerhub发布各种容器，用户可根据自己的需求自行安装。
为了方便之后能够在终端界面进行测试，选用了“hilschernetpi/netpi-raspbian”，该容器由“balenalib/armv7hf-debian:buster”构成基础镜像，并包含了SSH服务器，再启动容器后，可以通过第三方软件putty来进行访问。
· 集成MDC.OPCUA.SERVER
安装好终端镜像可以对其他基础镜像先做源的更新，并通过终端安装Mariadb、Node-RED、ftp、vim、net-tools等相关应用软件。使用FTP将MDC.OPCUA.SERVER软件放到系统的根目录，并使用授权软件对其进行授权。
通过“hilschernetpi/netpi-netx-ethernet-lan”将cifx0的实时以太网口更改成一个标准以太网口，与host网络处于同一网段。
数采平台
以往的数据采集是基于设备内置的传感器以及PLC信号点来获取机床内部数据信息，但无法与CNC在加工过程中产生信息交互，实时检测和管理生产信息数据。使用集成MDC.OPCUA.SERVER的netPI设备可以通过CNC中的X120、X127、X130（任选其一）标准以太网接口来进行设备数据采集，可进行设备数据的实时订阅，快速搭建数据采集通道。
以SINUMERIK 840Dsl为例，设置X130端口与cifx0 的网络处于同一网段，并通过标准以太网进行连接，netPI中的eth0通过标准以太网连接到上层系统，其架构图如下：
将所需要采集的数据通过config.xml文件进行配置（测试中所采集的数据包含R参数、驱动负载、X机床坐标、Y机床坐标、Z机床坐标、驱动电流），并使用授权后的MDC.OPCUA.SERVER进行执行，可通过终端看到如下信息：
MDC.OPCUA.SERVER默认开放4840端口，通过OPC UA Client软件可以实时监测数据的变化，进而可以将所监测到的数据保存在本地数据库，进行模块化设计与可视化管理。
总结
综上，将数采软件MDC.OPCUA.SERVER集成在Docker中，可实现同时服务于数十台设备或整条生产线的数据采集。对于应用需求来说，基于赫优讯netPI和凌顶科技的数采技术，可实现CNC数据实时订阅，并快速搭建数据采集通道。从而帮助生产制造业探索最佳的工艺流程，降低生产成本，提高产品质量。
