Jak se v průmyslových procesech využívá cloud computing

Jak se v průmyslových procesech využívá cloud computing

Cloud computing dokáže prostřednictvím rozhraní HMI zpracovávat, filtrovat a analyzovat data, která lze následně proměnit na informace, jež mohou průmyslové závody prakticky využít. 

Cloud computing je jen jednou součástí implementací koncepce velkých dat (Big Data) do průmyslových procesů a závodů. I když může být zvláště efektivní pro aplikace vzdáleného monitorování, data se nejprve musejí shromáždit a přenést do cloudu, následně uložit a analyzovat, aby mohly být vytvořeny použitelné informace.

Obvykle to zahrnuje několik kroků, počínaje hraničními zařízeními („edge devices“) a konče přenosem informací ke konečným uživatelům. Moderní rozhraní HMI hrají klíčovou roli, zajišťují připojení k chytrým hraničním zařízením a řídicím prvkům a filtrují data před tím, než je odešlou do cloudu. 

Definice cloud computingu

Cloud computing lze definovat jako poskytování výpočetních služeb – jako jsou servery, ukládání dat, databáze, síťové propojení, software, analytika a další služby – po internetu. Existuje mnoho poskytovatelů cloudových služeb a většina si obvykle účtuje poplatky za služby cloud computingu na základě využití, podobně jako je tomu u měsíčních účtů za energii.

Cloud computing potřebuje jen minimální nebo žádné zásahy managementu informačních technologií a poskytuje síťový přístup k nejrůznějším výpočetním zdrojům. Cloud computing je k dispozici něco přes 10 let a zahrnuje běžné technologie pro úkoly, jako je hostování webových stránek a blogů, ukládání dat a streaming audia a videa. Softwarem mohou být jednoduché aplikace, k nimž patří e-mail, kalendář a kancelářské nástroje. Cloud lze využívat také pro poskytování softwaru na vyžádání a výpočetních kapacit pro analýzu dat.

Například data lze odesílat do cloudu a na základě výsledných datových vzorů vytvářet prognózy. Když jsou v cloudu příslušná data, často se pro poskytování služeb cloud computingu ve smyslu ukládání a analýzy dat využívá software jako služba (Software as a Service – SaaS) a infrastruktura jako služba (Infrastructure as a Service – IaaS). Získané informace nebo výsledky analýz pak mohou být využity v rozhraní HMI na základní výrobní úrovni nebo v jakémkoli zařízení s připojením k internetu, jako jsou laptop, chytrý telefon nebo tablet. 

Sběr a filtrování dat

I když mohou být v cloudu hostovány analytické nástroje, datový sklad, systémy plánování podnikových zdrojů (Enterprise Resource Planning – ERP) a další systémy, tyto aplikace potřebují data ze základní výrobní úrovně. Tato data vznikají na samotném okraji – dodává je buď senzor, nebo chytré hraniční zařízení, jímž je chytrý měřicí přístroj, elektroměr, frekvenční měnič apod. Tyto komponenty jsou připojeny k řídicímu prvku, rozhraní HMI na bázi PC nebo jinému rozhraní HMI. Novým trendem je zabudování funkce rozhraní HMI přímo do chytrého hraničního zařízení, což umožňuje zpracovávat data přímo u zdroje.

Ať už je rozhraní HMI umístěno kdekoli, dokáže filtrovat data ještě dříve, než je odešle do cloudu nebo jiného úložiště. U některých aplikací není nutné sbírat všechna data každou sekundu, ba dokonce ani každou minutu. Tato data možná bude zapotřebí ukládat jen v případě, že překročí určité hodnoty nebo že se dostanou mimo definovaný rozsah. Některá moderní rozhraní HMI lze pomocí přístrojových panelů konfigurovat tak, aby data před odesláním do cloudu filtrovala a konsolidovala (viz obrázek).

Rozhraní HMI zajišťuje většinu komunikace s řídicími prvky a dalšími hraničními zařízeními prostřednictvím zabudovaných ovladačů. Kromě toho, že dokáže komunikovat se stovkami zařízení, umí také komunikovat s cloudem, systémy ERP a lokálními nebo vzdálenými databázemi. Kromě filtrování a komunikace může rozhraní HMI ukládat data do vyrovnávací paměti, pokud je připojení do sítě nebo cloudu nedostupné. 

Hostování rozhraní HMI

Moderní rozhraní HMI mohou být hostována na mnoha platformách. Může být instalováno na osobním PC, v průmyslovém PC s plochým panelem, v tenkém klientovi, v zabudovaném počítači s operačním systémem Linux nebo s jiným operačním systémem anebo na chytrém hraničním zařízení. Tato přenositelnost mezi různými platformami má zásadní význam, protože umožňuje nasadit rozhraní HMI na platformě, která je pro danou aplikaci nejlepší.

Existují cenově dostupné platformy (např. mikrořadiče) umožňující hostovat rozhraní HMI pro sběr dat a jejich odesílání do cloudu. Cenově dostupné rozhraní HMI – ať už s displejem, či bez něj – může sbírat data z nejrůznějších zařízení, filtrovat je a odesílat do cloudu. Chytré hraniční zařízení, na němž běží zabudované rozhraní HMI, může odesílat data do cloudu bez nutnosti připojení přes řídicí prvek nebo plnohodnotné rozhraní HMI.

Jakmile rozhraní HMI odešle data do cloudu, lze k nim přistupovat přes jakékoli zařízení připojené k internetu. Je však rozumné tato data nejprve analyzovat a proměnit je na prakticky využitelné informace. 

cloud unisoft

Cloudové aplikace

Cloud poskytuje spolehlivé a zabezpečené ukládání dat a lze jej využívat k poskytování softwaru jako služby (SaaS) v podobě datově analytických a dalších aplikací.

Analýza dat dokáže odhalit vzory a cloud computing umožňuje použít umělou inteligenci, roboty a další nástroje velkých dat. Škálovatelná výpočetní kapacita cloudu je velmi užitečná k provádění těchto úkonů, které často vyžadují značné výpočetní zdroje. Díky použití rozhraní HMI na základní úrovni jako brány je možný přístup k informacím z cloudu v mnoha formách, včetně sloupcových grafů, trendových křivek, tabulek apod.

Analytika prostřednictvím cloud computingu a rozhraní HMI pomáhají data nejen vizualizovat, ale poskytují také smysluplnější pohled na jejich význam. Tyto vyspělé systémy pro analýzu dat využívají zabudované agenty pro analýzu a hledání vzorů v datech. Pokud již data tyto vzory nevykazují, systém může automaticky informovat uživatele o výsledku nebo zjištění prostřednictvím rozhraní HMI nebo jiných metod. Kognitivní computing dokáže zjišťovat anomálie a oznamovat tyto výsledky (viz příklad) i v případě situací, které nebyly dříve definovány nebo očekávány. Tím se šetří čas a uživatelé proto nemusejí předvídat každou myslitelnou abnormální situaci a programovat příslušné alarmy a události.

Cloud computing se již široce využívá v komerčních aplikacích a začíná se uplatňovat i v průmyslovém prostředí. Mnohem rychleji se zavádí, stojí méně a snáze se škáluje než tradiční lokální řešení. Tyto výhody přispějí k jeho stále širšímu využívání. Správně zvolené rozhraní HMI výrazně usnadní zavádění průmyslových řešení velkých dat na bázi cloudu. 

Autor: Fabio Terezinho je šéf úseku posuzování rentability společnosti InduSoft, jež spadá pod skupinu Schneider Electric Software. Upravila Emily Guentherová, zástupkyně obsahového ředitele, Control Engineering, CFE Media, Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript..

Control Engineering Česko

Control Engineering Česko je přední časopis o průmyslové automatizaci. Je vydáván v licenci amerického Control Engineering, které poskytuje novinky z této oblasti více než 60 let.

www.controlengcesko.com