Путешествие по IIoT начинается с удаленной телеметрии

Первое правило диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) - отказ связи. Одна из проблем заключается в том, что рост объемов данных приводит к увеличению нагрузки как на главный сервер, так и на подключенные к нему сети связи.

Здесь Крейг Эббот, менеджер по продажам в азиатском регионе, Ovarro , объясняет, почему удаленные телеметрические блоки (RTU) жизненно важны для минимизации перегрузок в интеллектуальных энергетических, коммунальных, широковещательных и транспортных приложениях.

У Интернета вещей (IoT) есть видение передачи данных от недорогих датчиков по каналам связи в огромные базы данных в облаке для анализа. Имея больше данных, цель состоит в том, чтобы собрать дополнительную информацию, которая поможет оптимизировать производственные предприятия, города или даже повседневную жизнь.

Огромное значение имеет возможность оптимизировать операции, а также быстрее обнаруживать надвигающиеся проблемы и реагировать на них.

Вот почему RTU десятилетиями использовались для контроля энергопотребления и резервного питания от батарей на телекоммуникационных вышках. На технологическом предприятии, охваченном сетью Wi-Fi или 5G, с серверами в облаке или в ближайшей диспетчерской с кондиционированием воздуха, удаленные терминалы собирают информацию о важнейших активах. В случае сбоя сети RTU позволяет операторам продолжать мониторинг активов, чтобы обеспечить непрерывную бесперебойную работу.

RTU работают на простой предпосылке, что, если состояние актива понятно, им можно эффективно управлять и быстро реагировать на изменения. Совсем недавно они были размещены на мачтах ветряных турбин, чтобы контролировать производство, а не потребление на каждой из них.

RTU должен иметь достаточную мощность для управления ограниченным количеством точек ввода / вывода (I / O), которые требуются на каждой опоре выработки электроэнергии. В производственном секторе промышленный Интернет вещей (IIoT) обеспечивает аналогичные преимущества для широкого спектра оборудования, такого как насосы, клапаны, компрессоры и даже железнодорожные пути и питьевую воду. Но есть проблемы, одна из которых - кибербезопасность.

Кибербезопасность и RTU

Многие промышленные применения связаны с общественной безопасностью, например, транспортировка людей или опасных материалов или производство продуктов питания, напитков и лекарств для потребления людьми. Риски любого внешнего доступа к системам управления могут помешать открытому подключению, которое является основным драйвером Интернета вещей.

Еще одна проблема - увеличение объемов данных с увеличением нагрузки как на главный сервер, так и на сети связи, которые к нему подключаются.

RTU собирают данные с датчиков в удаленном месте и обрабатывают их для немедленного местного ответа. Нет задержки при отправке данных на центральный сервер и ожидании ответа. Это также решает проблему сбоев при отсутствии связи с основным сервером. RTU автономны и могут поддерживать локальное управление в течение длительных периодов времени без надзора.

Они также являются концентраторами данных, но отправка каждой выборки данных на главный сервер быстро перегрузит канал связи. Вместо этого RTU минимизируют перегрузку, концентрируя данные только на том, что необходимо.

Более быстрый ответ с малой задержкой

RTU может измерять уровень в резервуаре с водой или напряжение на линии электропередачи поезда несколько раз в секунду для целей сигнализации и управления и отправлять только ключевые данные на главный сервер.

Это сводит коммуникационный трафик к минимуму. Например, отправка минимального, максимального, среднего, общего и стандартного отклонения для точки данных каждый час, а не каждую секунду выборки, снижает коммуникационный трафик на 99,9%. Это позволяет RTU получать информацию об удаленных системах, когда доступная пропускная способность практически отсутствует.

В качестве инструментов анализа RTU собирают данные с локальных датчиков, анализируют их и затем реагируют на изменения. Типичные алгоритмы, используемые сегодня, связаны с управлением процессами, как и программируемый логический контроллер (ПЛК). По мере развития Интернета вещей разрабатывается все больше и больше разнообразных функций.

Например, Зимородок CP-35 работает под управлением операционной системы Linux на процессоре с тактовой частотой 1 ГГц.

Это значительный уровень вычислительной мощности, доступной в полевых условиях, предназначенный для анализа данных из одного места. Парк из 100 таких RTU в сети обеспечивает вычислительную мощность 100 ГГц. Первое правило SCADA - сбой связи. RTU должны быть не только автономными контроллерами, но и регистраторами данных.

В автономном режиме RTU будет поддерживать хранилище данных, которые должны быть отправлены на центральный сервер, загружая их позже, как только связь будет восстановлена. Последние RTU могут хранить сотни тысяч и, возможно, миллионы событий. Для сравнения:100 000 событий - это примерно 140-дневные средние почасовые данные с 30 удаленных датчиков.

В IoT роль пограничного компьютера заключается в предварительной обработке данных и действиях до того, как данные будут переданы на главный сервер. Это обеспечивает более быстрый отклик с малой задержкой и минимизирует трафик между центральным сервером и периферией.

Это именно та роль, которую RTU может выполнять в IIoT. Обладая правильными функциями защиты и безопасности, эти средства минимизации перегрузок могут соблюдать первое правило SCADA, согласно которому связь будет в максимально возможной степени отключена.

Автор - Крейг Эббот, менеджер по продажам в азиатском регионе компании Ovarro .