Terminal IoT firmy Weidmüller

W Przemysłowym Internecie Rzeczy (IIoT) wszystkie komponenty środowiska produkcyjnego są ze sobą połączone za pośrednictwem infrastruktury cyfrowej, co sprawia, że stają się nieodzowną częścią procesu. Cyfrowe rozwiązania IoT oparte na danych bazują na pięciu podstawowych funkcjach: gromadzeniu, przetwarzaniu, transmisji i analizie danych oraz interakcji z operatorem. Stwarza to nowe możliwości generowania dodatkowej wartości, jak np. poprawa całkowitej efektywności wyposażenia (OEE) lub automatyczne generowanie raportów zużycia energii w celu efektywnej kontroli systemu.

Obecnie dane w przedsiębiorstwach są często gromadzone i przechowywane, ale nie są jeszcze wykorzystywane zgodnie z przeznaczeniem. Weidmüller oferuje kompleksową ofertę produktów do digitalizacji i inteligentnego tworzenia sieci, od czujnika do chmury. Nowym produktem w tej ofercie jest terminal IoT – otwarte i bezpieczne rozwiązanie dla przemysłowego IoT, które można szybko zintegrować z istniejącymi systemami. Rozwiązanie pozwala na przechwytywanie danych oraz przesyłanie ich do usług w chmurze i umożliwia aktywne interakcje oparte na danych. W szczególności przeznaczone jest do rejestrowania błędów i przesyłania skonfigurowanych wiadomości o błędach do usługi w chmurze.

Szeroki zakres zastosowań w aplikacjach przemysłowych

Rozwiązanie firmy Weidmüller ma kilka cyfrowych i analogowych portów wejściowych i wyjściowych. Porty wejściowe umożliwiają wykorzystanie rozwiązań monitorujących do jednoczesnego monitorowania czterech sygnałów cyfrowych. Ponadto równolegle można wykonywać dwa pomiary napięć lub prądu oraz nawet cztery pomiary temperatury. Dwa porty są izolowane elektrycznie, dzięki czemu można je stosować w aplikacjach prądu AC. Podczas uruchamiania terminal IoT automatycznie komunikuje się z chmurą i jest gotowy do przesyłania danych. Uruchamianie i konfigurowanie terminala IoT odbywa się przez interfejs BLE (Bluetooth Low Energy) za pośrednictwem aplikacji. Po pomyślnym zalogowaniu się do chmury terminal IoT może być konfigurowany również za jej pośrednictwem. Konfiguracja może obejmować określenie wartości granicznych i odpowiednich reakcji. W przypadku przekroczenia zdefiniowanej wartości granicznej użytkownik zostanie niezwłocznie powiadomiony.

Te aktywne interakcje oparte na danych otwierają szeroki wachlarz zastosowań przemysłowych, np. monitorowania natężenia prądu w parkach fotowoltaicznych czy w elektrowniach wodnych lub monitorowania stacji ładowania pojazdów elektrycznych. Jednocześnie możliwe jest wykonywanie regularnych i zaplanowanych transferów danych do chmury. Wszystkie transfery są również rejestrowane w chmurze, gdzie można je później pobrać z historii.

Korzystanie z protokołu transmisji w sieci MQTT/COPA zapewnia użytkownikom dostęp do danych w postaci znormalizowanych protokołów, które można łatwo zintegrować z istniejącymi systemami inżynierskimi użytkownika. Protokół MQTT zarządza i administruje wszelkimi ruchami danych za pośrednictwem MQTT Broker z bezpośrednim odbieraniem i dystrybucją komunikatów. Jednak znormalizowane dostarczanie danych w chmurze to nie jedyna korzyść dla aplikacji IoT. Proste i niedrogie monitorowanie danych za pośrednictwem usług w chmurze jest kolejnym kluczowym czynnikiem decydującym o łatwości wykorzystania terminala w aplikacjach przemysłowego IoT.

Komunikacja przez wąskopasmowy IoT i LTE-M

W celu przesyłania danych do chmury firma Weidmüller wykorzystuje m.in. komunikację za pośrednictwem wąskopasmowego IoT i LTE-M cat. 1. Te standardy komunikacji komórkowej zostały zaprojektowane z myślą o opłacalnych, energooszczędnych i tanich usługach IoT. Specjalne wąskopasmowe modulacje IoT i LTE-M zwiększają zasięg sygnału radiowego na dużych odległościach – do 10 km na obszarach wiejskich – i radzą sobie z jego tłumieniem przez ściany, maszyny i przeszkody środowiskowe. To rozwiązanie, wykorzystujące również protokoły Bluetooth Low Energy i Modbus, zostało zatwierdzone przez kilku globalnych i regionalnych operatorów telefonii komórkowej, dlatego jest dostępne na całym świecie. Ten standard transmisji jest szczególnie przystosowany do przesyłania danych statusu w regularnych odstępach czasu w aplikacjach zdecentralizowanych ze względu na niewielką ilość energii zużywaną w tego typu aplikacjach.

Szybka i prosta konfiguracja oraz uruchomienie

Projektując terminal, programiści przywiązywali szczególną wagę do szybkiego i łatwego uruchamiania. Intuicyjna aplikacja na smartfon prowadzi użytkownika przez cały proces konfiguracji i konserwacji. Po uruchomieniu aplikacji można zalogować się przy użyciu nazwy użytkownika oraz hasła i wybrać terminal IoT z listy skanowanych urządzeń BLE. Po zalogowaniu się do terminala IoT jako „urządzenia” można uzyskać dostęp do danych z portów wejściowych i wyjściowych.

Prosta modernizacja

Jednym z możliwych zastosowań dla terminala IoT jest opłacalna modernizacja istniejących maszyn i systemów przemysłowych w celu rejestrowania zużycia energii. W tym przypadku aplikację można wdrożyć w oparciu o ekonomiczny licznik energii z zaledwie jednym interfejsem Modbus RTU. Terminal IoT działa w tym przypadku jako urządzenie główne Modbus RTU i jest bardzo ekonomicznym rozwiązaniem, umożliwiającym rozszerzenie systemu o funkcję IoT.

Wszystkie komponenty znajdują się w oddzielnej obudowie, zwanej skrzynką Energy-PnP, co umożliwia prostą modernizację. Inne czujniki zewnętrzne, takie jak wyłączniki przepływowe czy czujniki pomiaru temperatury, można również podłączyć przez wejścia cyfrowe lub analogowe. Wszystkie wartości są bezpośrednio dostępne w chmurze. Ta koncepcja została opracowana przede wszystkim w celu stworzenia ekonomicznych i prostych rozwiązań IIoT, które można wykorzystać do digitalizacji obiektów produkcyjnych lub infrastruktury, gdy wcześniej nie było to opłacalne.

Promowanie integracji pionowej IIoT

Jeśli chodzi o digitalizację, kluczowe znaczenie ma wgląd w sterowanie maszynami i procesami produkcyjnymi, podobnie jak dostęp do informacji z tych procesów. Ważną rolę odgrywa integracja pionowa, polegająca na gromadzeniu i przekazywaniu do oceny informacji z zakładów produkcyjnych.

Oferta firmy Weidmüller ułatwia opracowywanie rozwiązań odpowiadających na potrzeby aplikacji IoT oraz ich pomyślne integrowanie z istniejącymi strukturami, jak rozruch maszyn niezależny od lokalizacji, poprawa całkowitej efektywności wyposażenia (OEE) lub automatyczne generowanie raportów zużycia energii. Dzięki analityce przemysłowej i usługom opartym na chmurze, takim jak system zarządzania energią i zasobami ResMa, Weidmüller już teraz oferuje rozwiązania zapewniające klientom różnorodne korzyści. 

WEIDMÜLLER Sp. z o.o.
ul. Ogrodowa 58, 00-876 Warszawa
tel. 22 510 09 40, fax 22 510 09 41
e-mail: biuro@weidmuller.com.pl
www.weidmuller.pl

źródło: Automatyka 10/2020