IoT-шлюзы: автоматизация производства на уровне Индустрии 4.0

Опубликовано в номере:
PDF версия
Внедрение индустриального «Интернета вещей» дает возможность подключать устройства автоматизации и оборудование, так называемые «вещи», к облачным системам. Пользователь получает доступ к большему количеству разнообразных сервисов, скорость сбора информации значительно увеличивается, а ценность бизнеса повышается. В достижении всех этих преимуществ могут помочь переходные устройства — IoT-шлюзы.

Повсеместное внедрение индустриального «Интернета вещей» (Industrial Internet of Things, IIoT) требует построения глобальных коммуникационных инфраструктур на заводах и предприятиях. С распространением облачных инфраструктур, которые предлагаются к использованию многими компаниями по всему миру, включая таких гигантов, как Microsoft и Amazon, подключение к коммуникационным сетям даже самых маленьких и недорогих устройств стало очень простым и дешевым, не ограничиваясь при этом рамками локальной сети предприятия и позволяя осуществлять выход на глобальные сети.

«Интернет вещей» несет в себе огромную вычислительную мощь, необходимую для функционирования производственных и технологических процессов, предприятий и автоматизации строительства. Ее можно пустить в ход с помощью «облачных» систем, и она может варьироваться от одного процессора с ограниченной памятью и небольшим дисковым пространством до огромных процессорных массивов или серверов. Эту вычислительную мощность можно эффективно использовать для мониторинга и анализа данных, доставки отчетов о событиях и результатов вычислений, а также для решения задач, которые раньше считались невыполнимыми.

 

Масштабируемое программное обеспечение

Многие предприятия, вступающие на путь внедрения IoT, ищут масштабируемые решения «из коробки», позволяющие производить мониторинг, визуализацию данных, аналитические вычисления в режиме реального времени и многое другое. Благодаря открытости и стандартизации зарождающихся протоколов взаимодействия многие из этих приложений можно запустить с использованием минимальной конфигурации, а также с помощью простейшего промежуточного программного обеспечения (ПО) или вовсе без него.

Для достижения всех этих преимуществ необходимо наличие недорогих переходных устройств, так называемых IoT-шлюзов. IoT-шлюзы взаимодействуют с существующими датчиками и контроллерами автоматизации и обеспечивают мост между локальной коммуникационной сетью, облачными вычислительными мощностями и устройствами визуализации. IoT-шлюзы обязательно должны иметь возможность взаимодействия по стандартным промышленным протоколам, таким как OPC Unified Architecture1, BACnet2, Modbus3, Simple Network Management Protocol4 или с помощью веб-сервисов, но в то же время и использования специализированных протоколов.

IoT-шлюз

Взаимодействие — это ключ к успеху. Не будучи в состоянии соединить конечные устройства через брандмауэры и безопасно передавать данные для облачных приложений, организации не смогут достичь всех преимуществ аналитического управления производственными процессами, которые им обещали при переходе на использование облачных вычислительных мощностей.

Так, например, у высококлассных IoT-шлюзов должна быть возможность взаимодействовать с серверами Microsoft Azure или подобными системами других производителей, используя наиболее популярные транспортные протоколы. Например, после подключения к сети IoT-шлюз, применив безопасный протокол Advanced Message Queuing Protocol5, может зарегистрироваться через платформу Microsoft IoT Hub на облачном сервере Azure. Таким образом, у него появится возможность отправлять и принимать данные, а также проверять подлинность полученной информации. Выступая в роли посредника при безопасной отправке сообщений, платформа Azure IoT Hub позволяет производить удаленное конфигурирование и управление устройствами.

IoT-шлюз должен также иметь и возможность работать с системами планирования ресурсов предприятия ERP (Enterprise Resource Planning System), с системами управления производственными процессами MES (Manufacturing Execution System) и другими приложениями корпоративного уровня, работающими на локальных или облачных серверах на платформе Azure или какой-либо другой, используя стандартные принятые протоколы транспортного уровня для системы IoT, такие как Representational State Transfer6 и Message Queuing Telemetry Transport7.

IIoT и Индустрия 4.0 предлагают новый подход к подключению устройств автоматизации и оборудования, так называемых «вещей», к облачным системам, что позволяет значительно ускорить сбор информации и ведет к повышению ценности бизнеса. Также в качестве преимуществ для организаций, бизнес-приложений и потребителей в этом случае могут выступать уменьшение стоимости конечного продукта, новые пути получения прибыли и предоставление дополнительных сервисов потребителю.

1 OPC Unified Architecture — унифицированная архитектура OPC-спецификации, определяющая передачу данных в промышленных сетях и взаимодействие устройств в них.
2 BACnet — Building Automation and Control network, сетевой протокол, применяемый в системах автоматизации зданий и сетях управления.
3 Modbus — открытый коммуникационный протокол, основанный на архитектуре «ведущий-ведомый» (master-slave).
4 SNMP — стандартный интернет-протокол для управления устройствами в IP-сетях на основе архитектур TCP/UDP.
5 AMQP — открытый протокол для передачи сообщений между компонентами системы.
6 REST — стиль архитектуры программного обеспечения для распределенных систем, таких как World Wide Web.
7 MQTT — упрощенный сетевой протокол, работающий поверх TCP/IP, который используется для обмена сообщениями между устройствами по принципу «издатель-подписчик».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *