在工業4.0大概念下，對機器產生了更多不同的需求，例如工程、模塊化、通訊、數據分析及智能系統。尤其數據分析是多方面的：在線和離線狀態分析、預測性維護、模式識別、機器優化及長期數據歸檔。“狀態分析”功能很好地說明了數據分析的重要性。當然，任何情況下，機器處理過程錯誤的代價都是非常昂貴的，因此也是不可取的。但是，如果無法獲取過程錯誤分析所需的關鍵數據則會使情況更加嚴重，因為這些數據可以提供導致機器出故障的線索以及最佳解決方案。而且，如果沒有這些數據分析，恐怕再也無法找到機器故障原因。通常情況下采取的第一種方案就是集成附加的數據記錄機制；然而，這些機制只能提供處理錯誤再次發生的線索。因此，關于是否會隨時出現進一步的生產損失存在極大的不確定性。這正是基于工業4.0理念的新方案TwinCAT Analytics 的目標所在。它不僅沿用了久經實踐考驗的TwinCAT 技術（如 PLC、ScopeView、狀態監測和MATLAB®/ Simulink®），而且還充分利用了為 TwinCAT Analytics 專門研發的全新產品線。

　　在線和離線狀態分析

　　可在線或者離線分析周期記錄的過程及

　　生產數據

　　基于機器周期時間的數據分析：最小和最

　　大周期時間、平均周期時間、總運行時間

　　和時間差

　　周期計數器

　　離線軌跡分析

　　預測性維護

　　狀態監測 — 頻率分析，波峰系數、峰

　　度、RMS 計算與分類

　　過程數據的極限值監測

　　模式識別

　　檢測記錄數據中的規律性和重復性

　　機器優化

　　過程優化

　　能耗優化

　　簡化驅動設計

　　優化所連接的電源

　　長期存檔

　　云鏈接，通過 IoT 通訊或者 OPC UA 通訊

　　將數據在線或者離線存儲到相關數據庫

　　在NoSQL數據庫中存儲數據

　　支持任意數據格式

　　Analytics 基礎架構

　　通過IoT通訊接口，機器制造商和最終用戶在設置TwinCAT Analytics時將獲得充裕的空間進行控制。一個重要的方面是IoT接口并不就意味著必須將某些數據存儲在公共云上。同樣的技術可以用于私有局域網絡，并提供給客戶靈活的選擇。這意味著可以在本地任意具有合適的運算能力的機器上對記錄的數據進行分析。然而，通過IoT連接，機器制造商可以在位于其自己網絡環境中的一臺功能強大的計算機/服務器上分析其位于工廠的本地云上

的機器數據。因此，分析服務器可以立刻分析出工廠中多臺機器的數據。同樣的，TwinCAT

Analytics 還可以在一臺位于全球云中的虛擬機上運行。您可以從諸如微軟或者亞馬遜等

供應商處租用處理器性能和內存，以及IT構架，從而使得機器的全球聯網及分析系統變

得更加簡單。鑒于機器制造商原有的經驗和專長，他們處于非常有利的位置，成為服務供

應商并為最終用戶提供分析服務。因此，TwinCAT　Analytics可以在虛擬的全球云平臺上運行或者在機器供應商IT架構中的現有設備上運行。被授權的外部分析員可以獲得不同格式的數據文件，或從云服務器中的TwinCAT Analytics　CloudStorage中安全檢索數據。

　　TF3500|TC3 Analytics Logger

若要分析數據，首先需要記錄數據。在TwinCAT中有不同的方式能夠實現該功能，如TwinCATScope View或TwinCAT Database Server。目前TwinCAT Analytics為此提供了一個新的機制：TwinCAT Analytics Logger，它可以周期性地存檔大量數據。該想法是基于大數據（Big Data）要求周期性地存儲整個過程映像的需求。您可以在組態界面設置，并可手動選取需要存儲的數據。同樣，您也可以從 PLC 或 NC 等應用中添加

需要存儲的數據。數據存儲在Analytics Logger中配置。數據可以被存儲到一個文件，或使用TwinCAT IOT Communication 通過開放的、標準化的協議（MQTT）發送。在創建自己的TwinCATAnalytics架構時，MQTT可提供最大靈活性。

　　TE35xx | TC3 Analytics Workbench

TwinCAT Analytics Workbench是一種由多個有用的組件構成的平臺。在線和離線分析可以用于一臺或者多臺機器。基礎軟件包中提供使用TwinCAT Analytics 庫模塊的選項，如果需要的話，還可將其擴展應用到自己編寫算法的PLC代碼中，也可使用TwinCAT　Condition Monitoring，或者C++、MATLAB®/Simulink® 進行擴展。基礎軟件包包含TwinCAT PLC Runtime、新的TwinCAT Analytics Configurator 和相關的

Analytics PLC庫，及需要授權的專業版ScopeView和經過MQTT的IoT通訊接口。該授權與

待分析的機器數量有關。TwinCAT runtime 的最大的優勢在于其具有極大的靈活性。您可以在TwinCAT系統中完全自由地實現在線或者離線分析。您可以應用現有的和經過測試的算法。現有的代碼可以一對一地映射。單獨的機制分析鏈可以通過狀態監測庫實現機器診斷功能。也可以通過在Runtime中集成 MATLAB®/Simulink®模塊的方式實現。您可以在IEC61131或C/C++中添加您自己的算法。TwinCAT AnalyticsConfigurator能夠實現Analytics庫中功能塊的簡單圖形配置。使用yTwinCATAnalyticsConfigurator（TwinCAT

Analytics 組態工具），您可以輕松篩選由TwinCATAnalytics Logger周期性地獲取的數據。專業版Scope View中的“post-scope configuration”功能則可以實現從一個很大的數據包中選擇很多不同的變量并將其圖形化顯示。這意味著以前記錄的數據可以在日后顯示在ScopeView中。通過TwinCAT Database Server，您可以將數據持續離線存儲在數據庫中。配置工具可以提供一些分析邏輯，利用這些邏輯您可以離線檢查這些數據，以便于分析閾值或者在機器周期內進行實時分析。因此，您可以輕松判斷機器循環的整個運行時間（runtime）—最短的、最長的及平均運行時間。能耗要求的判斷和監測可以用作進一步的分析標準。狀態分析功能的適應也非常簡單，比如，判斷一個旋轉的銑頭是否經常在停止狀態，或者以速度A、速度B、速度C在工作，抑或經常處于錯誤狀態。這些結果可以清晰地以柱狀圖形式顯示。

　　TF3510 | TwinCAT Analytics Library

　　TwinCAT Analytics library（TwinCAT數據分析庫）是一個PLC庫，可用于在TwinCAT AnalyticsWorkbench 的PLC runtime中進行在線或者離線分析。該庫包含了用于周期性分析、能耗要求或 RMS 計算的功能塊。有經驗的 PLC編程員可以直接將該庫中的功能塊用在其自己的PLC應用中，例如，與狀態監控庫中的分析鏈一起使用。另一個選擇是用組態工具配置功能塊，因此您無需手寫 PLC 代碼。即使沒有受過PLC編程培訓的人員也可以輕松配置分析功能塊。ScopeView或TwinCAT HMI可以用于顯示分析結果。

　　TF3520 | TwinCAT Analytics Cloud Storage

　　TwinCAT Analytics Cloud Storage提供在公有云或者私有云上的數據存儲功能。數據可以通過一個所謂的消息代理（message brocker）提供給云存儲。該代理（brocker）的作用如同一個與之相連的多個客戶端之間的媒介。它提供多種通訊主題，因此任何 IoT 客戶端都可以“訂閱”TwinCAT Analytics Cloud Storage 主題，也可以在一個主題中“發布”信息。因為主題的結構是開放的，如同在存儲區的數據描述一樣，因此任何IoT客戶端都可以訪問該存儲空間。