Как промышленные датчики IIoT повышают эффективность современных заводов

Датчики — основа данных в реальном времени

На современных промышленных предприятиях датчики составляют каркас, поставляющий данные в реальном времени контроллерам, системам мониторинга и операционным технологиям.

Помимо процессного управления, датчики обеспечивают оценку качества, отслеживание активов и безопасность персонала. Облачная аналитика и ИИ преобразуют данные датчиков в экономию за счёт оптимизации процессов и предиктивного обслуживания. При подключении к интернету эти данные поддерживают координацию цепочек поставок и глобальное управление производством.

Разнообразие типов датчиков

Сегодня заводы используют широкий спектр датчиков — освещения, температуры, движения, положения, присутствия, зрения, силы, расхода и химического состава. Для каждого процесса или экологического условия существует подходящий датчик у вендоров с широким портфелем, таких как TE Connectivity, или специалистов вроде Aceinna.

Существует множество типов датчиков, используемых в промышленности, которым требуется подключение к IoT. (Источник: Postscapes)

От локальных данных к глобальной доступности

Исторически данные датчиков оставались локальными — в рамках одного объекта или станка. Низкозатратная связь с широким охватом теперь позволяет операторам подключаться к потокам датчиков из любой точки планеты. Эта доступность открыла бесчисленные приложения, где флагманским вариантом использования стал предиктивный ремонт. Удалённые облачные серверы запускают сложную аналитику для оценки здоровья оборудования в ближайшем к реальному времени, сигналяя о срочных ремонтах до возникновения отказов. Другие возможности — видимость цепочек поставок, глобальная координация производства и многое другое — развиваются стремительно.

Сложности подключения и безопасности

Подключение датчика к интернету — задача нетривиальная, особенно для legacy-систем. Промышленные датчики говорят на разных протоколах, тогда как веб требует TCP/IP, что вынуждает конвертировать протоколы. Часто хаб или шлюз консолидирует данные с множества устройств. Данным затем нужно назначение — обычно облачный сервис для хранения, извлечения и обработки.

Подключение двунаправленное. Интернет-доступ открывает удалённую конфигурацию и управление, но также вносит требования безопасности. Обеспечение целостности передаваемых данных и входящих команд управления критично — см. EE Times: The Day When the Industrial IoT Gets Hacked. Аутентификация, провижининг и постоянный мониторинг — дополнительные требования, возникающие при подключении датчиков к интернету. IIoT-датчик поэтому сочетает пограничное железо с облачными сервисами, и реализация варьируется по контексту. К счастью, широкий спектр продуктов и сервисов помогает разработчикам ориентироваться в выборе.

Обновление legacy-систем и новые платформы

Legacy-датчики — идеальные кандидаты для апгрейда до IIoT. Промышленное оборудование часто служит десятилетиями, оставляя огромную установленную базу датчиков, ожидающих интернет-подключения. Типичная отправная точка — добавление умных радиомодулей, таких как от Link Labs, которые взаимодействуют с существующими датчиками и обеспечивают конвертацию протоколов и связь. Варианты включают Wi-Fi, Bluetooth, LoRaWAN и сотовую связь. После установки связи разработчики выбирают среди облачных провайдеров и платформ промышленной аналитики.

Для новых проектов можно следовать legacy-подходу: выбрать датчик, добавить контроллер для интерфейса и безопасности, затем радио для доступа к сети и наконец облачный сервис. Однако многие платформенные решения снижают эту сложность. Платформа M2.COM, совместно разработанная Arm, Advantech, Bosch Sensortec, Sensirion и Texas Instruments, иллюстрирует эту тенденцию. Её стандартизированный форм-фактор и интерфейсы позволяют разработчику выбрать совместимый датчик и беспроводной модуль из широкого вендорского ряда, соединить их, установить программный агент платформы IoT и затем писать прикладной код, работающий в нескольких облачных экосистемах.

Сборка IIoT-датчиков проще при использовании стандартизированных блоков, как на платформе M2.COM. (Источник: M2.COM)