Senzory nabízejí funkce pro Průmysl 4.0

Senzory nabízejí funkce pro Průmysl 4.0

Procesní data senzorů a jejich metadata lze přenášet přímo do cloudu Azure prostřednictvím architektury OPC UA bez zprostředkovatelské brány. To je výsledkem spolupráce mezi společnostmi Microsoft a Leuze electronic, uvádí redakce Control Engineering Europe.

Výsledkem spolupráce mezi společnostmi Microsoft a Leuze electronic je vytvoření senzoru, jehož procesní data a metadata lze přenášet přímo do cloudu Microsoft Azure prostřednictvím architektury OPC UA společnosti OPC Foundation bez nutnosti zprostředkovatelské brány. 

Předpokladem této vysoké datové transparentnosti je inteligentní a standardizované datové rozhraní. Nicméně jen to samotné by k realizaci systémů Průmyslu 4.0 nestačilo. Referenční platformu Průmyslu 4.0 pro celé odvětví nabízí model Reference Architecture Model of Industrie 4.0 (RAMI). 

Model RAMI znázorňuje vlastnosti komponent Průmyslu 4.0 ve třech rozměrech. V rámci popisu životního cyklu produktu jsou shromažďována data o produktu. V dalším rozměru je zaznamenána hierarchie, přičemž třetím rozměrem je znázornění informační technologie (IT). 

Komponenty Průmyslu 4.0 musí být možné popsat pomocí modelu RAMI 4.0, aby mohl senzor skutečně kompatibilní s Průmyslem 4.0 komunikovat napříč všemi úrovněmi IT. To je však nemožné pro senzory s rozhraním tradiční sběrnice fieldbus, které komunikují s řídicím systémem a nepřenášejí data do vyšších úrovní IT. 

Přenos dat

Na rozdíl od tradičních rozhraní sběrnice fieldbus dokáže rozhraní, které je rozšířeno pomocí komunikačního modelu OPC UA, přenášet data do vyšších úrovní IT modelu RAMI. 

Architektura OPC UA obsahuje prvky zabezpečení, jako jsou autentizace, autorizace, šifrování a kontrola integrity dat pomocí signatur. Na rozdíl od komunikačních metod typicky používaných v průmyslovém prostředí umožňuje zabezpečenou komunikaci. Už od provozní úrovně automatizační pyramidy dokáže architektura OPC UA komunikovat pomocí dvou mechanismů – buď komunikací typu klient/server, nebo procesem typu vydavatel (publisher). U komunikace typu klient/server je server OPC UA integrován ve zdroji dat – senzor, který dokáže dodávat data příjemci dat. U procesu typu vydavatel je vydavatel OPC UA integrován v datovém zdroji. Ten pak může zpřístupnit svá data různým příjemcům. Pokud je v systému víc než jeden zdroj dat, příjemce dat se může rozhodnout, která data a od kterého vydavatele chce přijímat. To znamená, že příjemce nemusí vždy akceptovat data od všech vydavatelů. S využitím tohoto procesu je možná komunikace od zdrojů dat k příjemcům dat. Také datový cloud může získávat data přímo ze zdroje dat. Komunikace v opačném směru, tj. z cloudu do senzoru, bude v budoucnu také možná. 

Průmysl 4.0 vyžaduje kompatibilní komunikaci a architektura OPC UA dokáže virtuálně „prorazit tunel“ vrstvami automatizační pyramidy a přenášet data do vyšších úrovní modelu RAMI. To umožňuje standardizovanou komunikaci senzorů a akčních členů od nejrůznějších výrobců přímo s cloudovým systémem ERP. Se zabezpečenou komunikací je představitelná dokonce i výměna dat mezi různými systémy po veřejných kanálech. 


Cloud Microsoft Azure

Poskytování dat z komponent prostřednictvím komunikace OPC UA samo o sobě pro aplikaci Průmyslu 4.0 nestačí. Pro pořizování dat z cloudu jsou zapotřebí další mechanismy. Aby byla možná realizace telemetrických dat bez dalších komponent, jako je brána Průmyslu 4.0, společnosti Leuze electronic a Microsoft vzájemně spolupracovaly na řešení, které bylo prezentováno v listopadu 2016 na veletrhu SPS IPC Drives. 

Senzorová data ze čtečky čárového kódu lze přenášet prostřednictvím komunikačního modelu vydavatel/odběratel OPC UA (Publish/Subscriber Communication Model – PSCM) do IoT hubu Microsoft Azure. Data zaznamenává IoT hub pro cloudové služby Azure k další analýze a vizualizaci. 

Výsledek této spolupráce demonstruje, jak lze zabudované zařízení řídit z cloudu Azure. Na příkladu čtečky čárového kódu společnost Leuze electronic ukázala, jak je možné zařízení adresovat z cloudu na nejnižší úrovni modelu RAMI bez nutnosti další brány. Rychlost čtení čtečky čárového kódu lze řídit odkudkoli na světě a z jakéhokoli mobilního zařízení prostřednictvím cloudu Azure. 

Také senzorová data, jež byla zaznamenána IoT hubem, lze analyzovat pomocí cloudových analytických nástrojů podle předem určených kritérií; ta pak mohou spouštět události v celkovém systému Průmyslu 4.0. 

Na základě příspěvku redakce Control Engineering Europe s názvem „Řešení senzoru s funkcemi pro Průmysl 4.0“ upravil Mark T. Hoske, obsahový ředitel, Control Engineering, 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