由于整体系统和专有协议，数据集成和处理是工业物联网（IIoT、又名工业 4.0 或自动化行业）的巨大挑战。Apache Kafka、其生态系统（Kafka Connect、KSQL）和Apache PLC4X是一个伟大的开源选择，能够以可扩展、可靠和灵活的方式实现此 IIoT 端到端集成。
本博客文章涵盖了挑战的高层次概述以及解决问题的良好、灵活的体系结构。最后，我共享一个视频录制和相应的幻灯片。这些提供了更多的细节和见解。
IIoT/工业4.0面临的挑战
以下是 IIoT/工业 4.0 中的一些主要挑战：
- IoT = IIoT：自动化行业不使用 MQTT 或其他标准，但速度慢、不安全、不可扩展和专有。
- 产品生命周期很长（几十年），无需简单的更改或升级
- IIoT通常使用不兼容的协议，通常是专有的，只是为一个特定的供应商而构建的。
- 自动化行业使用专有和昂贵的单体，这是不可扩展的，不能扩展。
- 机器和PLC本质上是不安全的，没有身份验证，没有授权，没有加密。
这仍然是自动化行业的最先进的。对于如此长的产品生命周期来说，这并不奇怪，但仍然非常令人关注。
IT与自动化产业融合的演变
如今，每个人都在讨论云、大数据分析、机器学习和大规模实时处理。物联网研究公司 IoT Analytics 的分析师报告显示：IT 和自动化行业之间的融合即将到来：
构建开放、灵活、可扩展的平台有着巨大的需求。从业务和技术角度考虑许多机会：
- 降低成本
- 灵活性
- 基于标准
- 可 伸缩 性
- 扩展性
- 安全
- 独立于基础设施
那么，如何从传统技术和专有 IIoT 协议到云、大数据、机器学习、实时处理？如何构建可靠、可扩展且灵活的体系结构和基础架构？
Apache Kafka 和 Apache PLC4X，用于端到端 IIoT 集成
我想你已经知道了：ApacheKafka是实时事件流的实际标准。它提供
- 开源（Apache 2.0 许可证）
- 全球规模
- 实时
- 持久存储
- 流处理
唯一最重要的事情，我想指出的是，阿帕奇卡夫卡包括卡夫卡连接和卡夫卡流：
Kafka Connect 支持卡夫卡与其他系统的可靠和可扩展集成。Kafka Streams 允许编写标准的 Java 应用和微服务，以便使用轻量级流处理 API 持续实时处理数据。最后，KSQL 使用类似 SQL 的语义支持流处理。
用于 PLC 集成的 Apache PLC4X（西门子 S7、Modbus、艾伦·布拉德利、贝克霍夫 ADS 等）
Apache PLC4X在市场上的建立不如阿帕奇·卡夫卡。与 Kafka 相比，它”只覆盖了一个利基市场”（当然，这是一个很大的利基市场），Kafka 用于任何行业，用于许多不同的用例。然而，PLC4X是自动化行业一个非常有趣的顶级Apache项目。
目标是将 PLC 接口从 IIoT 世界向外部世界开放。PCL4X 允许垂直集成，并使用类似 JDBC 的适配器编写独立于 PLC 的软件，适用于西门子 S7、Modbus、艾伦·布拉德利、贝克霍夫 ADS、OPC-UA、艾默生、Profinet、BACnet、以太网等各种协议。
PLC4X 提供卡夫卡连接连接器。因此，您可以利用 Apache Kafka 的优势（高可用性、高吞吐量、高可扩展性可靠性、实时处理）来部署 PLC4X 集成管道。通过此功能，您可以构建一个体系结构和基础结构，
- 使用 PLC4X 和卡夫卡连接的传统 IIoT 连接
- 使用卡夫卡流/KSQL 进行数据处理
- 使用 Kafka Connect 和任何其他接收器（数据库、大数据分析、机器学习、ERP、CRM、云服务、自定义业务应用程序等）与企业其他成员集成
当 Kafka 将生产者与使用者分离时，您可以从任何应用程序使用 IIoT 机器传感器数据 – 有些可能是实时的，有些是批处理的，有些是 Web 或移动应用程序上人工交互的请求-响应通信。
阿帕奇 PLC4X Vs. OPC-UA
有点偏离主题：如何在 Apache PLC4X（IIoT 的开源框架）和 OPC-UA（IIoT 的开放标准）之间进行选择。简而言之，两者都是不同的东西，也可以是互补的。下面是一个比较：
OPC-UA
- 开放标准
- 开放标准的所有优点和缺点（与不同的供应商合作;采用缓慢;不灵活等）
- 供应商通常执行不力
- 要求在 PLC 之上使用应用服务器
- 每个设备都必须经过改装，能够说出新的协议并使用公共客户端与这些设备通话
- 通常过度工程，只读取数据
- 激活现有 PLC 上的 OPC-UA 支持会大大增加 PLC 上的负载
- 每台机器都有许可成本
阿帕奇PLC4X
- 开源框架（Apache 2
0 许可
正如您所看到的，两者都有其优缺点。对我来说，这显然是我的主观观点，PLC4X 提供了更大的替代方案，具有高灵活性和低占用空间。
康康和物联网平台解决方案
市场上有许多物联网平台解决方案。这包括西门子 MindSphere 或思科动能等产品，以及来自 AWS、GCP 或 Azure 等主要云提供商的云服务。你有卡夫卡 + PLC4X，你刚才刚刚学习。通常，这不是一个”既不…或”决定：
您可以使用
- 只有 Kafka 和 PLC4X，基于可扩展、可靠和开放式事件流平台的轻量级和灵活的 IIoT 集成
- 如果此类特定产品（专用于特定供应商协议、良好的 GUI 等）的优点优于缺点（如高成本、专有和不灵活的解决方案），则只是 IoT 平台解决方案
- 两者同时使用 IoT 平台解决方案与 PLC 集成，然后将数据发送到 Kafka 以与企业的其余部分集成（Kafka 带来的所有优势和附加价值）
- 使用 Kafka 和 PLC4X 进行 PLC 集成的两者以及其中一个消费者是 IoT 平台解决方案（而其他消费者也可以从 Kafka 获取数据 — 与 IoT 平台解决方案完全分离）
所有备选方案都有其优缺点。没有适合每个用例的单一解决方案！因此，大多数 IoT 解决方案平台提供 Kafka 源和接收器连接器也就不足为奇了。
Apache Kafka 和 Apache PLC4X • 幻灯片/视频录制/GitHub 代码示例
如果你对更多的细节和见解感到好奇，请查看我的视频录制和幻灯片。
滑动甲板 – 阿帕奇卡夫卡和 PLC4X：
GitHub 代码示例 = 阿帕奇卡夫卡和 PLC4X：
这些天，我们还在 GitHub 上构建一个简单而简单的演示：
Kafka 原生型端到端 IIoT 数据集成，以及使用卡夫卡连接、KSQL 和 Apache PLC4X 进行处理
如果您自己尝试并连接到机器或工具，PLC4X 将变得最令人兴奋。因此，请查看该示例并调整它以连接到基础结构。
反馈和问题？
请让我知道你的反馈和问题卡夫卡，其生态系统，和PLC4X的IIoT集成。让我们还连接LinkedIn，讨论有趣的 IIoT 用例和技术。
