Výběr správné brány IoT může být pro majitele závodů a výrobce matoucí a skličující úkol. Správná brána umožní výrobcům využít potenciál internetu věcí a dalších aplikací Průmyslu 4.0 ve svých procesech.
Tento článek jako takový shrnuje deset klíčových kroků při výběru správné brány pro vaše průmyslové potřeby.
10 klíčových úvah pro výběr průmyslové brány IoT
1.Co je cílem brány?
První fáze implementace IoT brány zahrnuje vyhodnocení klíčových cílů a funkcí požadovaných pro bránu. To by mělo být hlavním vodítkem pro výběrové řízení.
Uvažujme dva příklady pro ilustraci tohoto konceptu.
Vlastník továrny může chtít naplánovat preventivní údržbu strojů v továrně, aby se zabránilo poruchám stroje a nákladným opravám. Aby toho bylo dosaženo, musí být na stroji instalovány senzory pro měření obecného výkonu. Brána zvolená v tomto případě musí být schopna bezpečně shromažďovat tato data a mít vestavěná upozornění, která upozorní vlastníka závodu, pokud se stroj přehřívá nebo se chystá přejít do režimu offline.
Brána poté přenese data o výkonu do analytické zpracovatelské jednotky v cloudu. Analytická procesorová jednotka vyhodnotí trendy ve výkonu v průběhu času na všech strojích a bude schopna zjistit, které stroje mají problémy s výkonem. V důsledku toho může vlastník závodu naplánovat preventivní údržbu strojů, které mají problémy s výkonem, když je to potřeba.
V jiném scénáři může farmář chtít zvýšit své výnosy plodin a automatizovat zavlažování na své farmě. V tomto případě musí farmář na svou farmu nainstalovat několik senzorů pro měření faktorů prostředí, jako je vlhkost půdy, světlo, teplota a vlhkost. Vybraný model brány musí být schopen sbírat data ze senzorů, filtrovat data a odesílat pouze potřebná data do závlahového systému k automatizaci. Kromě toho musí brána přenášet všechna data do jednotky analytického zpracování v cloudu. Analytická zpracovatelská jednotka pak vyhodnotí trendy a farmář může vidět, které faktory ovlivňují jeho výnosy plodin, a určit potřebná nápravná opatření.
Jak je zřejmé z výše uvedeného příkladu, ideální brána se bude lišit v závislosti na konečném cíli a požadované funkčnosti.
2.Kolik dat potřebuje brána shromáždit ze senzorů?
Některé scénáře mohou zahrnovat nasazení stovek senzorů, zatímco v jiných případech může být na jednom místě více než 10{1}} senzorů, z nichž každý získá sérii 30 měření za sekundu. Analýza množství požadovaných dat je dalším důležitým krokem v procesu výběru brány.
Navíc v závislosti na množství požadovaných dat se mohou výrobci rozhodnout nainstalovat více bran, takže toto je další klíčový faktor, který je třeba zvážit.
3.Je třeba data shromážděná ze senzorů filtrovat?
Data ze senzorů mohou být shromažďována a poté odeslána přímo do analytické zpracovatelské jednotky v cloudu. V mnoha projektech IoT však nejsou vyžadována všechna data ze senzorů nebo brána možná bude muset provést některé operace předběžného zpracování dat získaných ze senzorů před jejich odesláním do jednotky analytického zpracování.
V důsledku toho může výrobce potřebovat zakoupit bránu k rozsáhlému filtrování dat ze senzorů a provádění více než jedné operace předběžného zpracování dat.
Brána, která je schopna provádět tyto pokročilé operace předběžného zpracování a filtrování, se nazývá brána s povolenou analýzou okrajů.
4.Kde je brána nainstalována?
Bránu může být nutné nainstalovat do jednotky HVAC nebo ve vysoké nadmořské výšce, takže musí být odolná a schopná provozu v extrémních podmínkách.
Některé modely bran jsou navrženy tak, aby fungovaly v drsných podmínkách s teplotním rozsahem -30 stupňů C až 70 stupňů C, v nadmořské výšce 15 m až 5 000 m a umožňovaly vysoké otřesy a vibrace. Majitelé závodů se musí ujistit, že vybrali správnou bránu pro své provozní prostředí.
5.Jaké možnosti připojení, protokoly a rozhraní brána nabízí?
Mnoho platforem internetu věcí využívá možnosti bezdrátového připojení, jako je Bluetooth a Ethernet, stejně jako Wi-Fi a bezdrátové sítě LAN pro potřeby připojení na delší vzdálenost. Stále více výrobců a majitelů závodů se rozhoduje používat své chytré telefony ke vzdálenému sledování provozu svého závodu. Model IoT brány se hodí pro širší škálu možností připojení, jako je GSM/GPRS a LTE-M.
Ne všechny brány IoT jsou si v tomto ohledu rovny a obecně platí, že čím levnější brána, tím méně možností konektivity nabízí, což je důležitý faktor, který je třeba zvážit.
Brány by měly podporovat standardní protokoly jako TCP/IP a HTTP a také Modbus, MQTT a OPC UA. Kromě toho by brány používané v průmyslovém prostředí měly charakterizovat vícenásobná sériová rozhraní, rozhraní LAN a porty USB.
6. Kolik dat může brána uložit?
Průmyslové brány nasazené v továrnách obvykle shromažďují více hodnot senzorů za sekundu. Mohou však nastat situace, jako je selhání sítě, takže brána musí tato data uložit, dokud je problém se sítí vyřešen.
Většina modelů bran na dnešním trhu má možnosti úložiště, ale brány instalované v typických průmyslových prostředích musí být schopny ukládat velké množství dat a po delší dobu. Proto se doporučuje investovat do brány, která umožňuje rozšířené úložiště a další sloty pro micro-SD, aby brána mohla uložit alespoň 20 GB dat.
7. Má brána vestavěné bezpečnostní funkce a možnosti?
Ochrana brány je zásadní pro potřeby zabezpečení celé platformy IoT. Zatímco většina moderních bran má vestavěné možnosti zabezpečení, stále stojí za to zkontrolovat šifrovací standardy používané bránou, zda brána nabízí proces ověřování a zda brána dokáže detekovat neoprávněnou manipulaci.
8. Je brána certifikována?
Modely bran by měly mít certifikaci FCC/CE/IC pro splnění standardů vyžadovaných pro elektroniku. Existují také další certifikace, jako je Mobile PTCRB/GCF a bezpečnostní certifikace, které stojí za zmínku.
9. Je potřeba integrovat jakékoli stávající vybavení, stroje a starší zařízení do platformy internetu věcí?
Mnoho továren a výrobců má často starší zařízení a stroje s dlouhou životností. Upgrade těchto zařízení pro přímé připojení ke cloudu často není ekonomicky proveditelný nebo možný. V těchto případech by zvolená brána měla podporovat stávající zařízení a měla by být schopna se připojit ke starším zařízením, aby byla zajištěna integrace všech dat z závodu.
10.Požaduje vlastník závodu nebo výrobce nějaké další možnosti přizpůsobení?
Výrobci mohou vyžadovat další možnosti přizpůsobení, jako jsou možnosti úspory energie a podpora LTE. Proto je důležité být si vědom jakýchkoli dalších přizpůsobení a konfigurací a hledat modely, které mohou tato přizpůsobení pojmout.
Závěr
Brány IoT mají významný vliv na úspěšné nasazení řešení IoT. Velké procento projektů IoT čelí problémům s implementací a škálovatelností kvůli špatnému výběru brány.
Výrobcům a vlastníkům závodů se proto doporučuje, aby pečlivě vyhodnotili výběrová kritéria, která jim pomohou vybrat tu správnou bránu, která dokáže zpracovávat, zpracovávat a streamovat jejich průmyslová data v reálném čase a pomáhat tak činit zásadní rozhodnutí.