Удаленная телеметрия: фундамент успешного IIoT-развертывания

В каждой системе supervisory control and data acquisition (SCADA) первое правило ясно: связь упадет. Растущие объемы данных напрягают как центральный сервер, так и сетевые каналы, доставляющие критически важную телеметрию.

Крейг Аббот, менеджер по продажам для Азии в Ovarro, объясняет, почему удаленные телеметрические единицы (RTU) необходимы для разгрузки перегрузок в энергетике, коммунальных услугах, вещании и транспорте.

Интернет вещей (IoT) предвидит дешевые сенсоры, репортующие через коммуникационные каналы в облачные базы данных для анализа. С большими данными цель — извлечь более глубокие инсайты, оптимизирующие заводы, города и повседневную жизнь.

RTU десятилетиями мониторили потребление энергии и резервное питание на телеком-башнях. На процессе, подключенном к Wi-Fi или 5G, с серверами в облаке или ближайшей комнате управления, RTU собирают данные о критических активах. Если происходит сбой сети, RTU сохраняет операторам способность мониторить и поддерживать бесперебойную операцию.

RTU работают на простом принципе: понимание состояния актива позволяет эффективное управление и быстрый отклик. Теперь они развернуты на башнях ветряных турбин для мониторинга производства, а не только потребления.

Каждый RTU размерен для обработки ограниченного числа точек ввода/вывода (I/O), требуемых на башне генерации энергии. В производстве промышленный IoT (IIoT) расширяет эти выгоды на насосы, клапаны, компрессоры, железнодорожные линии и питьевые водосистемы. Однако кибербезопасность остается серьезным вызовом.

Кибербезопасность и RTU

Многие промышленные приложения касаются общественной безопасности — перевозка людей или опасных материалов, производство пищи, напитков и лекарств. Внешний доступ к системам управления может компрометировать безопасность, поэтому открытая связность, ключевой драйвер IoT, должна балансироваться с надежной безопасностью.

RTU захватывают сенсорные данные на удаленных сайтах и обрабатывают их локально для немедленного, автономного отклика. Они устраняют латентность, которая возникла бы, если данные отправлялись на центральный сервер для ответа. Когда связь с главным сервером потеряна, RTU поддерживают локальный контроль на длительные периоды.

Служа концентраторами данных, RTU избегают зафлуживания сети, передавая только необходимое. Отправка каждого сырого сэмпла на главный сервер быстро перегрузила бы коммуникационный канал.

Более быстрый, низколатентный отклик

RTU может сэмплировать уровень водяного бака или напряжение контактной сети поезда несколько раз в секунду для алармов и контроля, но передает только ключевые метрики — минимум, максимум, среднее, сумму и стандартное отклонение — раз в час. Это снижает трафик до 99,9%, позволяя инсайты даже с ограниченной пропускной способностью.

Современные RTU используют алгоритмы процесс-контроля, похожие на программируемые логические контроллеры (PLC). По мере эволюции IIoT эти единицы обретают более изощренные функции. Например, Kingfisher CP-35 запускает Linux на процессоре 1 ГГц, обеспечивая существенную вычислительную мощность на поле. Флот из 100 таких RTU дает 100 ГГц распределенных вычислений.

Поскольку SCADA-системы могут испытывать сбои связи, RTU также должны логировать данные локально. Офлайн они хранят сотни тысяч — даже миллионы — событий и загружают их при восстановлении связи. Например, 100 000 событий представляют примерно 140 дней часовых средних от 30 удаленных сенсоров.

В IoT edge-компьютеры предварительно обрабатывают данные и действуют перед передачей на центральный сервер, обеспечивая быстрые, низколатентные решения и минимизируя back-haul трафик. RTU выполняют эту роль в IIoT, обеспечивая снижение перегрузки при сохранении безопасности и защищенности.

Автор: Крейг Аббот, менеджер по продажам для Азии в Ovarro.