Что лежит в основе промышленного интернета вещей
Что такое промышленный интернет вещей: особенности, преимущества и недостатки
Промышленный интернет вещей ( II oT) — это комплекс совместно подключенных через всемирную сеть индустриальных компьютеров, которые применяются в различных подразделениях промпредприятия для контроля и сбора информации о производимом процессе при помощи программного обеспечения и встроенных датчиков. Подобные компьютеры способны обмениваться требуемой информацией между собой без участия людей, однако людям открыт удаленный доступ и контроль этих компьютеров.
Промышленный интернет вещей: процесс работы
Промышленный интернет вещей происходит по следующему сценарию:
Такой подход позволяет уменьшить оборот документации непосредственно между подразделениями организации, а также быстрее принимать ключевые решения по поводу модернизации или производства предприятия.
Получаемая таким образом информация при должном анализе способна:
Для справки: в далеком 2011-м году во всем мире за год было накоплено примерно 1.8 зеттабайт данных, уже в 2012-м объем данных увеличился до 2.8 зеттабайт, а в недавнем 2020-м объем сгенерированных данных врос до 40 зеттабайт. Такой объем данных требует обязательной качественной обработки и фильтрации, чтобы люди могли с ними работать.
Также технология обработки данных предприятия должна не только предоставлять актуальную информацию о конкретном оборудовании или продукте, но и анализировать возможные риски на рынке в целом. Постоянный мониторинг получаемых данных в целом необходим для эффективного управления и развития предприятий.
Промышленный интернет вещей, внедрение его предприятиями в свою деятельность дает следующие преимущества:
Промышленный интернет вещей и экономика
Промышленный интернет вещей — это новая экономическая связь между производителем, поставщиком и потребителем. Ведь именно он дает возможность:
Данный технологический подход не только улучшает качество и эффективность производства, но в отдельных случаях кардинально меняет бизнес-модель предприятий: когда заказчик может арендовать производственные мощи предприятия и оплачивать только те функции оборудования, которые будет фактически использовать.
Промышленный интернет вещей: преимущества для экономики
Многие авторитетные исследовательские издания заявляют, что промышленный интернет вещей (II o T) приводит только к качественным изменениям в экономике. Поэтому они выделяют следующие преимущества использования данной технологии:
Отрасли экономики, где может применяться промышленный интернет вещей
Условия, когда индустриальные компании могут использовать промышленный интернет вещей:
Заключение
Лидером в применении II oT является США, а потом Китай, из европейских стран — Германия. В России пока применение этой технологии развивается очень медленными темпами, но все равно растет, к примеру, «рост» в 2020-м году по отношению к 2019-му составил 8%.
Мы будем очень благодарны
если под понравившемся материалом Вы нажмёте одну из кнопок социальных сетей и поделитесь с друзьями.
Промышленный интернет вещей и Индустрия 4.0
Промышленный интернет вещей представляет собой специальную систему с большим количеством уровней, а также различными датчиками, контролерами, которые расположенные в приборах промышленных объектов. В состав конструкций также входят аппараты для сбора и визуального представления информации, с целью ее последующей обработки. Дополнительно могут использоваться и другие самые различные компоненты.
Что такое индустриальный интернет вещей
Промышленный Іot состоит из компьютерной сети и специальных датчиков, которые подключаются к необходимым производственным объектам и устройствам для аккумулирования данных.
Основной принцип работы таких разработок
Алгоритм действий для достижения поставленных целей такой:
Основные возможности, которые дает промышленный интернет вещей в России:
Важными моментами организации работы IIot системы является обработка самых различных данных больших объемов, и их преображение в оптимальный и удобный вид для дальнейшего их применения. Функция фильтрации и подбора важных составляющих ускоряет выполнение процессов.
Современный технологический прогресс предоставляет людям и предприятиям много вариантов сервисов и платформ для хранения, сбора и проведения анализа информации о различных процессах и событиях в режиме реального времени.
Ежегодно человечество создает огромное количество данных, которых становиться все больше. Для того чтобы эффективно проводить ее использование важно осуществляет качественный ее анализ. Не полное исследование, каких либо показателей могут существенно влиять на общий результат. Полнота информации – это залог ее качественного преображения и использования.
Обеспечить безопасность компании и предотвратить технические простои можно при помощи IIot российского производителя.
Такие технологии дают возможность выявлять и совершать прогноз возникновения разных рисков, учитывая все особенности производственного процесса и общего состояния организации. Система проводит непрерывный контроль всех важных показателей, которые напрямую определяют выполнение основных этапов и процессов. Выявление проблемных моментов в самые короткие сроки позволяет создать максимальные условия для ее эффективного устранения. Интерфейс разработки позволяет визуально отображать процесс выполнения действий. Человек, который совершает обслуживание установок, может визуально определить состояние выполнения технологических элементов.
Iiot платформа выполняет оперативный анализ всех необходимых данных для поиска самого рационального и правильного способа устранить возникшие неполадки в работе предприятия или риск появления таких проблем.
Большое количество информации обрабатывается за очень маленькие временные промежутки, что обеспечивает своевременное получение важных показателей. Все положительные моменты и возможности платформы помогают большому количеству компаний различных промышленных направлений обеспечивать прибыльную деятельность и выделяться среди конкурентов надежностью и точностью выполнения всех обязательств без рисков и сбоев.
Настройки системы максимально оптимизируются под тип и технологические характеристики каждого конкретного субъекта экономики. Такой подход существенно сказывается на показателях экономических достижений за определенный период.
Компания INTELVISION имеет большой опыт в предоставлении услуг по установке и обслуживанию различных iiot технологий и других программных продуктов.
Какое воздействие интернет вещей промышленности оказывает на экономику
Важным составляющим элементом рыночных отношений является взаимодействие между потребителем продукции, и ее поставщиками. Создание налаженного и выгодного для всех контрагентов сотрудничества возможно с применением такого типа технологий.
Функциональные возможности разработок позволяют:
Активное внедрение iot в промышленности позволяет создать абсолютно новую модель ведения бизнеса и построения рыночных отношений. Выгодной и необходимой станет способ сотрудничества, который предусматривает проведение оплаты полученного оборудования после фактического начала его работы. Такой вариант построения процессов продажи дает возможность испытать все функции оборудования и только после этого внести за него деньги. Таким образом, создается доверие между сторонами договора, а также:
Эксперты сошлись в едином мнении, что такие разработки существенно изменят модели организации производства и создадут все условия для построения новых бизнес-моделей.
Главные направления будущих изменений:
Положительные моменты для экономики от применения промышленного интернета вещей
Развитие подобных технологий вызывают развитие и изменение экономики в целом. Внедрение таких технологий открывает такие положительные моменты:
Результаты использования Iiot платформ в разных отраслях промышленности
Успешное применение разработок дает положительные результаты на таких объектах:
Возможности разработок промышленного интернета вещей создают хорошие условия для развития бизнеса.
Цифровая платформа DigiBMS
Компания INTELVISION предлагает услуги по проектированию, монтажу, программированию и пуско-наладке систем автоматизации и диспетчеризации инженерных систем и зданий (BMS) в Москве, Санкт-Петербурге, Казахстане и СНГ. Мы также являемся разработчиками программного обеспечения SmartUnity BMS и интеграторами платформы IIoT WorkSys компании OMS.
Бесплатная консультация
Мы бесплатно подберём оптимальное решение для Вашего объекта и разработаем концептуальный проект с оценкой бюджета!
Для уточнения условий предоставления услуги, пожалуйста, обратитесь по бесплатному телефону 8-800 301 24 45, по email: office@intelvision.ru или оставьте контакт и мы свяжемся с вами.
Вы также можете записаться на бесплатную онлайн* видео-консультацию с специалистом компании INTELVISION в удобное для вас время.
*Мы используем бесплатные для вас и удобные инструменты видеоконференций такие как Zoom и Google Meet не требующие установки дополнительного программного обеспечения и работающие прямо из браузера.
Проектирование
Компания INTELVISION выполяет разработку проектной и рабочей документации по инженерными и слаботочным системам, систамам автоматизации и безопасности.
Мы также работаем в среде Audodesk Revit и выполняем проекты с использованием BIM информационного моделирования.
Реализация
Мы внедряем решения на всех этапах: от поставки оборудования до пусконаладки и технического обслуживания.
За 12 лет на рынке компания INTELVISION выполнила более 100 комплексных проектов и зарекомендовала себя как надёжного технологичного партнёра. Компания обладает опытом, технической базой и штатом квалифицированных инженеров и программистов для реализации задач любого масштаба.
Edge платформа промышленного интернета вещей I-IoT
Что такое I-IoT
После появления парового двигателя в 1760 году пар использовался для снабжения энергией всего: от сельского хозяйства до текстильного производства. Это вызвало Первую промышленную революцию и эпоху механического производства. В конце 19-го века пришли электричество, новые способы организации труда и массовое производство, что положило начало Второй промышленной революции. Во второй половине 20-го века разработка полупроводников и внедрение электронных контроллеров дали начало эпохе автоматизации и Третьей промышленной революции. На Ганноверской выставке 2011 года Хеннинг Кагерманн, Вольф-Дитер Лукас и Вольфганг Вальстер ввели термин Industry 4.0 для проекта обновления немецкой производственной системы с использованием возможностей новейших цифровых технологий.
Ожидается, что Industry 4.0 сможет воплотить следующее:
Термин I-IoT (Industrial internet of Things) относится к промышленному подмножеству IoT, представляющему собой цифровую трансформацию естественного бизнеса. I-IoT делает бизнес более гибким, более выгодным, понятным и создает новые цифровые цепочки ценности.
Традиционные производственные цепочки — это понятные последовательные этапы, например: разработка продукции, получение и поставка источников сырья, производство и обслуживание продукции. Суть новой цифровой трансформации в том, что вокруг некого цифрового ядра создается сервисная экосистема и новые бизнес-модели, придающие новые качества производству. Ими могут быть снижение издержек между различными этапами подготовки производства, наладки и эксплуатации. Кроме того, связи между разными департаментами и этапами становятся быстрее, что дает возможность работать эффективнее и конкурентнее на рынке.
Ожидается, что I-IoT создаст большую ценность для бизнеса и окажет такое глубокое влияние на человеческое общество, что введет Четвертую промышленную революцию.
Согласно Forbes:
IoT и I-IoT – сходства и различия
Понятие производственного процесса и промышленных устройств
CIM (computer-integrated manufacturing) — это логическая модель для производственных систем, разработанная в 1990-х годах для интеграции производственных процессов, систем автоматизации и систем информационных технологий на уровне компании или предприятия. CIM не следует рассматривать как метод проектирования для создания автоматизированных фабрик, а скорее как эталонную модель для внедрения промышленной автоматизации, основанную на сборе, координации, совместном использовании и передаче данных и информации между различными системами и подсистемами посредством программных приложений и сетей связи. Модель CIM часто изображается в виде пирамиды, состоящей из пяти функциональных уровней, как показано на следующей диаграмме:
Уровень 1 — датчики, преобразователи и исполнительный механизм
Электронный датчик – конструктивно законченное средство измерения, способное преобразовывать одну или несколько физических величин в электрический сигнал для последующих преобразований, передачи, обработки и отображения измерительной информации. Исполнительный механизм (актуатор) — это устройство, которое преобразует управляющую команду в физическое воздействие на процесс. По сути, его функция дополняет функцию датчика. Актуатор принимает управляющий сигнал в качестве входа в системе управления и передает энергию в качестве выхода в механизме.
Уровень 2 — RTU, микроконтроллеры, CNC, PLC и DCS
Уровень 3 — SCADA, Historian
Система SCADA представляет собой программный пакет для выполнения функций сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления в реальном времени. Система сбора данных (Historian) позволяет собирать в режиме реального времени информацию о рабочем состоянии оборудования.
SCADA реализует следующие основные функции:
MES — это программная система, расположенная между ERP и SCADA или PLC, предназначенная для эффективного управления производственным процессом компании. Основная функция MES заключается в синхронизации управления бизнесом и производственной системой путем объединения уровней планирования и контроля для оптимизации процессов и ресурсов.
Основными особенностями системы MES являются:
Уровень 5 — ERP
ERP включает в себя пакеты программного обеспечения, которые организация использует для управления повседневной деятельностью своего бизнеса: учетом, закупками, управлением проектами и производством. ERP объединяет и определяет набор бизнес-процессов, регулирующих обмен информацией и данными между задействованными системами. Также собирает и передает данные о транзакциях, поступающие из разных отделов организации, обеспечивая тем самым целостность данных и, выступая в качестве единого источника.
Производственные сети
В интегрированной производственной системе требуются различные типы сетей связи, каждая из которых предназначена для определенных задач
Сеть котроллеров должна обеспечивать связь между узлами PLC. Передача данных должна происходить в определенные интервалы времени. Сети управления и полевые шины также часто называют сетями реального времени за счет определенных временных промежутков при передаче данных и информации.
Корпоративная сеть — это сеть, расположенная между системами управления и системами планирования и менеджмента. Этот уровень сети должен гарантировать обработку сложной информации, но в меньших промежутках времени. Поэтому нет необходимости в жестких временных рамках для этого уровня сети.
OPC сервер
Ни один другой стандарт промышленных коммуникаций не получил такого широкого признания среди многих отраслей и производителей оборудования, как OPC. Он используется для объединения большого разнообразия промышленных и бизнес-систем. SCADA, системы обеспечения безопасности (SIS), программируемые логические контроллеры (PLC) и распределенные системы управления (DCS) используют OPC для обмена данными друг с другом, а также с базами данных Historian, MES и ERP-системами. Причина успеха OPC очень проста — это единственный действительно универсальный интерфейс, который можно использовать для связи с различными промышленными устройствами и приложениями, независимо от производителя, программного обеспечения или протоколов, используемых в системе управления. После появления стандарта ОРС практически все SCADA были перепроектированы как ОРС-клиенты, а каждый производитель аппаратного обеспечения стал снабжать свои контроллеры, модули ввода-вывода, интеллектуальные датчики и исполнительные устройства стандартным ОРС сервером.
OPC classic (Data access DA)
В 1995 году различные компании решили создать рабочую группу для определения стандарта взаимодействия. Этими компаниями были: Fisher Rosemount, Intellution, Intuitive Technology, Opto22, Rockwell, Siemens AG.
Члены Microsoft также были приглашены для оказания необходимой поддержки. Задача рабочей группы состояла в том, чтобы определить стандарт доступа к информации в среде Windows на основе современных технологий того времени. Разработанная технология была названа Object Linking and Embedding (OLE) for Process Control (OPC). В августе 1996 года была определена первая версия OPC.
COM — это программная архитектура, разработанная Microsoft для создания компонентных приложений. В то время это позволяло программистам инкапсулировать повторно используемые фрагменты кода таким образом, чтобы другие приложения могли использовать их, не беспокоясь о деталях своей реализации. COM-объекты могут быть заменены более новыми версиями, без необходимости переписывать приложения, которые их используют. DCOM — это сетевые версии COM. DCOM пытается скрыть от разработчиков программного обеспечения различия между COM-объектами, работающими на одном компьютере, и COM-объектами, работающими удаленно на другом компьютере. Для этого все параметры должны быть переданы по значению. Это означает, что при вызове функции, предоставляемой объектом COM, вызывающая сторона должна передать связанные параметры по значению. С другой стороны, COM-объект будет отвечать вызывающей стороне, передавая результаты также по значению. Процесс преобразования параметров в данные, передаваемые по сети, называется маршалинг (marshalling). После завершения маршалинга поток данных сериализуется, передается и восстанавливается в исходном порядке данных на другом конце соединения.
DCOM используют механизм RPC для прозрачной передачи и получения информации между COM-компонентами в одной сети. Механизм RPC был разработан Microsoft, чтобы позволить разработчикам системы запрашивать выполнение удаленных программ без необходимости разработки специальных процедур для сервера. Клиентская программа отправляет на сервер сообщение с надлежащими аргументами, а сервер возвращает сообщение, содержащее результаты, полученные из выполненной программы.
OPC Classic содержит ряд ограничений:
Модель получения данных в OPC Classic
Цели стандарта OPC Classic заключаются в следующем:
Сервер управляет всеми доступными данными:
отправляет запросы на данные, поступающие от устройств по требованию, и регулярно обновляет внутренний кэш. Сервер инициализирует и управляет кэшем для каждой группы переменных, запрошенных клиентом OPC. Частота сканирования на стороне клиента OPC не может быть меньше частоты сканирования OPC сервера для сбора данных с устройств и обновления своего внутреннего кэша. Рекомендуется настроить клиент OPC для чтения из кэша и его на обновление с удвоенной скоростью, по сравнению с которой сервер OPC сканирует устройства. Каждая часть обмениваемых данных имеет свое значение, обозначенное своей отметкой времени и качеством. Обмен данными включает в себя чтение, запись и автоматическое обновление при изменении значений. Чтение или опрос выполняется OPC-клиентом, который регулярно отправляет запросы на данные группы. Этап записи может быть синхронным или асинхронным. Автоматические обновления использует частоту запросов, предоставленную клиентом OPC. Сервер OPC для каждого обновления проверяет, больше ли абсолютное значение кэшированного значения минус текущее значение, чем мертвая зона, указанная клиентом, умноженная на диапазон, настроенный для этой переменной. Это можно записать следующим образом:
Информация с сервера OPC организована в группы связанных элементов для повышения эффективности. Есть два разных типа групп:
OPC UA
Первым ответом OPC Foundation на растущие ограничения, связанные с принятием архитектуры COM и DCOM, стала разработка OPC XML-DA. Это сохранило характеристики OPC, но приняло коммуникационную инфраструктуру, которая не связана ни с производителем, ни с конкретной программной платформой. Преобразование спецификаций OPC-DA в версии на основе веб-сервисов оказалось недостаточным для удовлетворения потребностей предприятий, которые все больше взаимодействуют и интегрируются с корпоративным и внешним миром.
Поэтому был разработан протокол OPC UA с целью заменить все существующие версии на основе COM и преодолеть проблемы безопасности и производительности. Стандарт удовлетворяет потребность в независимых от платформы интерфейсах и позволяет создавать расширяемые модели данных для описания сложных систем без потери функциональности. Информация об архитектуре OPC UA представлена на сайте.
Протокол OPC UA основан на сервис-ориентированном подходе, определенном стандартом IEC 62451. Он преследует следующие цели:
Информационная модель OPC UA
Основные принципы информационного моделирования в OPC UA:
Адресное пространство OPC UA — это набор узлов, которые связаны ссылками. Каждый узел имеет свойства, которые называются атрибутами. Определенный набор атрибутов должен существовать во всех узлах. Связь между узлами, атрибутами и ссылками показана на следующей диаграмме:
Узлы могут принадлежать к разным классам, в зависимости от их конкретной цели. Некоторые
могут представлять экземпляры, другие — типы и так далее. В OPC UA есть восемь стандартных классов узлов: variable, object, method, view, data type, variable type, object type, и reference type. Наиболее важными являются объект, переменная и метод.
OPC UA сессии
OPC UA предоставляет модель связи клиент-сервер, которая включает информацию о состоянии. Эта информация о состоянии связана с сессией. Сессия определяется как логическое соединение между клиентом и сервером. Каждый сессия не зависит от базового протокола связи: любые проблемы, возникающие на уровне протокола, не приводят к автоматическому завершению сессии. Сессия заканчивается после явного запроса от клиента или из-за его бездействия. Интервалы бездействия устанавливаются во время создания сеанса.
Модель безопасности OPC UA
Модель безопасности OPC UA реализована посредством определения безопасного канала, на котором основан сеанс. Безопасный канал осуществляет обмен данными следующим образом:
Уровень приложений используется для передачи информации между клиентами и серверами, которые установили сеанс OPC UA. Сеанс OPC UA устанавливается на защищенном канале. Транспортный уровень отвечает за передачу и прием данных через сокетное соединение, к которому применяются механизмы обработки ошибок, чтобы гарантировать защиту системы от таких атак, как denial-of-service (DoS).
Обмен данными OPC UA
Самый простой способ обмена данными между клиентом OPC UA и сервером — использовать службы чтения и записи. Сервисы чтения и записи оптимизированы для передачи группы данных, а не одного фрагмента или нескольких значений. Они позволяют читать и записывать либо значения, либо атрибуты узлов. Сервис чтения имеет следующие параметры:
Список узлов и атрибутов выглядит следующим образом:
Особенности OPC протокола
OPC протокол нельзя в полной мере назвать свободным. Для разработки ПО с использованием OPC SDK необходимо быть членом OPC Foundation. Однако сейчас существуют свободные реализации библиотеки клиента и сервера, например freeopcua.github.io, хотя в них отсутсвует пока реализация pub/sub.
По сравнению с другими протоколами (такими, как MQTT), OPC не является легковесным.
Программируемый логический контроллер PLC
Термин ПЛК (Programmable Logic Controller, PLC) впоследствии был определен в стандартах EN 61131 (МЭК 61131). ПЛК – это унифицированная цифровая управляющая электронная система, специально разработанная для использования в производственных условиях. ПЛК постоянно контролирует состояние устройств ввода и принимает решения на основе пользовательской программы для управления состоянием выходных устройств.
Требования, предъявляемые к PLC:
OPC UA с SIMATIC S7-1500
Предварительные требования – должен быть установлен программный пакет Simatic TIA Portal V13 — 16.
Для выполнения симуляции контроллера с OPC сервером необходимо установить и настроить SIMATIC S7-PLCSIM Advanced версии 2 или 3.
Я выполнял установку симулятора версии 3 на систему с имеющимся пакетом Simatic TIA Portal V14 SP1. Перед установкой инсталлятор уведомил о том, что PLCSIM V14 не совместим с SIMATIC S7-PLCSIM V3, и его необходимо удалить. Я выполнил эти действия, после чего установка прошла успешно. В TIA Portal был создан тестовый проект с CPU 1512C-1 PN. Особенностью стало то, что выполнить имуляцию с помощью кнопки «Start simulation» стало невозможно, однако работает кнопка «Download to device» при работающем PLCSIM Advanced.
Для доступа по сети к симулятору необходим включить PLCSIM Virtual Eth. Adapter, для чего предварительно необходимо установить софт WinPcap. Далее идут стандартные настройки Ethernet сети.
Далее процесс заливки софта в PLCSIM Advanced аналогичен загрузке в стандартный симулятор за исключением описанного ранее.
В тестовом проекте TIA Portal были созданы блок данных DB1 с одним тегом “pressure”, а также назначен цифровой выход “Q0.1 Tag_2”.
Для подключения к OPC серверу и мониторингу сети, узлов и тегов можно воспользоваться OPC клиентом UaExpert, который можно скачать с сайта.
Для программной реализации взаимодействия OPC клиента и сервера можно воспользоваться opensource реализацией библиотеки на Python, там же находятся и примеры с кодом. Перед использованием необходимо установить нужные зависимости:
Простейший пример создания OPC сервера c тремя тегами:
Такой же простейший пример клиенской части:
Наблюдать подключение также возможно с помощью клиента UaExpert:
Понятие I-IoT Edge
Edge — это узел между производственной средой и миром IoT в облаке. Edge может быть разложен на три макрокомпонента: граничный шлюз (Edge Gateway), утилиты для конфигурирования (Edge tools), граничные вычисления (Edge Computing)
В 2017 году Gartner объявил следующее: «The Edge will eat the cloud». Хотя это утверждение может показаться немного спорным, оно подчеркивает роль, которую Edge играл в последние годы. Промышленные компании после фазы перехода к облачным технологиям, осознали, что не всегда можно сделать все в удаленном месте. Причины этого заключаются в следующем:
Граничный шлюз (Edge Gateway)
Edge gateway является ядром граничного устройства. Основная обязанность граничного шлюза — подключиться к промышленному источнику для сбора и отправки данных в I-IoT хаб с помощью протокола передачи, такого как MQTT, CoAP, HTTPS или AMQP.
Наиболее важными компонентами пограничного шлюза являются промышленный адаптер и адаптер IoT. Промышленный адаптер обычно подписывается на данные из Field области и публикует их на шине данных. Как правило, он реализует коннектор для выбранного устройства, выступая в качестве источника в потоке данных I-IoT и делает их доступными на шине данных Edge. Адаптер IoT, с другой стороны, получает значения с шины данных и передает их в IoT Data Hub. Важной частью Edge шлюза является компонент Store-and-Forward. Это общий механизм хранения данных во временном локальном хранилище. Он обеспечивает устойчивость передачи данных к нестабильности сети. В глобальной сети нестабильность и задержка канала связи очень высоки. Механизм хранения и пересылки может представлять следующее:
Утилиты для конфигурирования (Edge tools)
Edge tools должны иметь следующие особенности:
Граничные вычисления (Edge Computing)
Граничные вычисления имеют следующие особенности:
Edge реализации
Azure IoT Edge
Azure IoT Edge — это Edge решение, предложенное Microsoft для Azure IoT. Платформа поддерживает хранение и пересылку, Edge Analytics и несколько адаптеров для преобразования собственных или стандартных протоколов в интернет-протоколы. Azure IoT Edge также поддерживает OPC-сервер в своих реализациях: OPC Classic и OPC-UA. Обзор продукта:
Greengrass
Greengrass — это новое поколение IoT Edge от AWS. AWS предоставляет SDK для создания Edge AWS и расширяет облачные возможности для граничных устройств с Greengrass. Это позволяет устройствам выполнять действия локально, при этом все еще используя облако для управления, аналитики и постоянного хранения. Greengrass поддерживает OPC UA, и не поддерживает OPC Classic. Преимущества:
Android Things
Google предоставляет SDK для Edge разработки. Он спонсирует Android как следующее поколение Edge устройств. Особенности платформы:
Node-RED
Это инструмент визуального программирования для интернета вещей, позволяющий подключать друг к другу устройства, API и онлайн-сервисы. Среда выполнения Node-RED разработана на базе Node.js и благодаря этому максимально использует его событийно-ориентированную, неблокирующую модель. Node-RED — это инструмент потокового программирования, первоначально разработанный командой IBM Emerging Technology Services и в настоящее время являющийся частью JS Foundation.
Intel IoT Gateway
Flogo IOT
Project Flogo — это легковесная экосистема с открытым исходным кодом на основе Go для создания приложений, управляемых событиями. Триггеры и действия используются для обработки входящих событий. Интерфейс взаимодействия предоставляет ключевые возможности, такие как интеграция приложений, обработка потоков и т.д.
Eclipse Kura
Eclipse Kura — это расширяемый IoT Edge Framework с открытым исходным кодом, основанный на Java / OSGi. Kura предлагает доступ API к аппаратным интерфейсам шлюзов IoT (последовательные порты, GPS, сторожевой таймер, GPIO, I2C и т. д.). Он включает в себя готовые к использованию полевые протоколы (включая Modbus, OPC-UA, S7), контейнер приложений и визуальное программирование на основе веб-интерфейса для получения данных, их обработки и публикации в облачные платформы.
EdgeX Foundry
EdgeX FoundryTM — это независимый от поставщика проект с открытым исходным кодом, поддерживаемый Linux Foundation, который создает общую открытую среду для граничных вычислений IoT. В основе проекта лежит инфраструктура взаимодействия, размещенная на полной аппаратно-ОС-независимой платформе эталонного программного обеспечения, позволяющей создать экосистему компонентов plug-and-play, которая объединяет рынок и ускоряет развертывание решений IoT.
Варианты подключения Edge к промышленным источникам данных
Edge on OPC UA and on the controller
Подключение к серверу OPC UA является предпочтительным сценарием, поскольку это позволяет максимально использовать возможности OPC UA. Связь с OPC сервером можно развернуть двумя способами. В первом случае Edge подключается к серверу OPC UA через его клиентский интерфейс OPC UA. Источник данных может быть: PLC, DCS, SCADA или Historian.
Во втором случае Edge подключается к OPC серверу, установленному прямо на PLC, как ранее было рассмотрено на примере Simatic CPU 1500.
MQTT протокол
Издание-подписка (pub/sub), является способом отделить клиента, передающего сообщение от другого клиента, получающего сообщение. В отличие от модели клиент-сервер, клиенты не осведомлены о каких-либо физических идентификаторах, наподобие IP-адреса или порта. MQTT – это архитектура pub/sub, но не очередь сообщений. Очереди сообщений по природе своей хранят сообщения, а MQTT – нет. В MQTT, если никто не подписывается (или не слушает) на тему, она просто игнорируется и теряется.
Клиент, передающий сообщение, называется издателем; клиент, получающий сообщение, называется подписчиком. В центре находится брокер MQTT, который несет ответственность за соединение клиентов и фильтрацию данных. Такие фильтры обеспечивают:
В следующей статье я постараюсь на примере показать реализацию кастомной Edge I-IoT платформы используя Node-red в качестве Edge Gateway, Apache Kafka как диспетчер данных и временное хранилище, Kafka Streams – как Rule Engine, Mosquitto(возможна другая реализация) — как MQTT коннектор. Для хранения данных временных рядов будет использоваться технологии InfluxData.