Internet věcí v průmyslových aplikacích. Internet věcí v průmyslových aplikacích. Co jsou to Cloudové služby

Transkript

1 Internet věcí v průmyslových aplikacích Michal Kahánek Struktura aplikací internetu věcí v průmyslu Co jsou to Cloudové služby M2M komunikace přes veřejné sítě s globální možností konektivity Přináší mnoho výhod pro integrátory i provozovatele Překážkou realizací bývá složitější návrh a instalace Pro abstrakci sdílené komunikační a výpočetní infrastruktury se používá pojem Cloud nebo Cloudové služby Na Internetu založený model používání počítačových technologií. Poskytování služeb či programů uložených na serverech na Internetu Rozšířené neprůmyslové Cloud aplikace: Gmail, Rapidshare, Dropbox, Google Apps, Skype. Výhodou je sdílení komunikační infrastruktury, HW a SW, vyšší bezpečnost Struktura aplikací internetu věcí v průmyslu Provozní část Provozní část Technologická zařízení obvykle distribuovaná na velké ploše Zdroje signálů, informací, řídicí prvky Přípojné počítače a datové koncentrátory Zařízení pro připojení k síti Počítače a převodníky pro připojení koncových zařízení RISC počítače s malou spotřebou a velkou odolností pro instalaci ve venkovních rozvaděčích a mobilních zařízeních Zařízení pro konverzi protokolů a rozhraní a lokální záznam a zpracování dat Důležitým hlediskem je dlouhodobá spolehlivost a bezúdržbový provoz

2 Provozní část Počítače a převodníky pro připojení koncových zařízení Počítače pro připojení koncových zařízení Počítače s RISC CPU a možností bezdrátové konektivity Provedení bez pohyblivých částí pro velkou teplotní odolnost v nepříznivých prostředích Výkon procesorů přizpůsobitelný potřebám a široké spektrum komunikačních rozhraní Široké možnosti bezdrátového připojení podle požadavků konkrétní aplikace Navrženy s ohledem na velmi nízkou spotřebu pro možnost napájení z lokálních zdrojů Malá spotřeba v jednotkách wattů optimalizovaná pro napájení z baterií nebo solárních článků Různé verze předinstalovaných OS Velký výběr počtu a typů komunikačních rozhraní Modulární nebo vestavěné bezdrátové komunikační moduly pro WiFI, ZigBee a mobilní sítě Široký rozsah provozních teplot: -40 až 85 C Vysoká spolehlivost se zárukou 5 let Jak může přípojný počítač vypadat ve skutečnosti? Počítač řady UC-8100 a nebo taky takto: Komunikátor DCO-8600 vyvinutý na míru pro automatické odečty elektroměrů Malé rozměry, montáž na DIN lištu Velká lokální paměť díky SD slotu PCIe socket pro bezdrátové komunikační moduly Jednoduchá výměna CPU podle požadavku na výkon OS Debian ARMv7 s velkým počtem uživatelů a dobrou podporou pro vývoj aplikací Programovatelné LED usnadňují ladění aplikací a řešení případných problémů Připravená podpora protokolu Modbus pro připojení různých typů inteligentních snímačů Integrovaný TPM čip pro generování šifrovacích klíčů Ochrana jádra OS Možnost ochrany SD karty před přepisem Odolný komunikátor s krytím IP 66 Uplink přes Ethernet, mobilní telefonní sítě nebo optiku Rozhraní pro elektroměry kabelově přes BPL a NPLC nebo bezdrátově přes WiFi nebo ZigBee Rozsah provozních teplot -30 až 70 C O.S: Linux Kernel Převodníky pro připojení koncových zařízení Ethernet přepínače na DIN lištu Převodníky pro připojení koncových zařízení Síťové servery pro sériová zařízení Velký výběr přepínačů: od 5 do 19 portů, Fast Ethernet a Gigabit Ethernet, se správou a bez správy, PoE a PoE+ Podpora protokolů EtherNet/IP, PROFINET a Modbus/TCP pro propojení průmyslových zařízení Podpora rychlých kruhových redundancí Turbo Ring a Turbo Chain umožňující stavbu sítí tolerantních k poruchám linek a zařízení Mnoho operačních módů včetně virtuálního sériového portu Zvýšená přepěťová ochrana sériových portů, LAN a napájení Signalizace událostí přes reléové výstupy a Průmyslové certifikace

3 Převodníky pro připojení koncových zařízení Ethernetové komunikační brány pro průmyslové protokoly Koncová zařízení Ethernetové I/O moduly a RTU jednotky Protokoly Modbus, PROFIBUS, Profinet, EtherNet/IP Nástroje pro automatické učení a konfiguraci Webové uživatelské rozhraní a vizualizace zpracovávaných zpráv Aktivní událostmi řízená komunikace a patentovaný MX-AOPC Server Dva ethernetové porty pro kaskádní zapojení Možnost párového propojení vstupů a výstupů Milisekundové časové značky pro digitální a analogové vstupy Programování Click&Go nebo, C/C++ nebo IEC SoftPLC Koncová zařízení Struktura aplikací internetu věcí v průmyslu IP kamery Rozlišení až 1080p, možnost optického zoomu, denní a noční vidění Pokročilé digitální technologie pro zlepšení kvality obrazu Několik paralelních streamů s kompresí 2 x H.264 nebo 1 x MJPEG Lokální záznam snímků na SD kartu Dynamická úprava datového toku Provozní teploty až C bez ventilátorů a vyhřívání Centrální část Datové centrum nebo dispečink Spolehlivé servery a komunikační infrastruktura pro současné připojení velkého počtu koncových zařízení, zpracování a záznam dat Software pro transparentní a bezpečnou komunikaci přes veřejné sítě Centrální část Centrální část Vysoký výpočetní výkon při zachování bezventilátorového chlazení Software pro vlastní diagnostiku zjednodušuje a urychluje řešení případných problémů Centrální servery jsou mozkem Cloud konektivity Dostatečný výpočetní výkon na straně serveru je nezbytným předpokladem pro spolehlivou a efektivní správu distribuovaných cloudových aplikací Důležitým hlediskem je trvalá síťová dostupnost Funkce Moxa Smart Recovery snižuje riziko výpadků a zpomalování běhu softwaru vlivem postupné degradace systému Spolehlivá průmyslová odolnost je potvrzena tříletou zárukou

4 Počítače do skříní RACK Kompaktní vestavné počítače Vysoký výkon, bezventilátorově chlazená CPU Provedení pro montáž do19 skříní Široká nabídka vestavěných periferií pro připojení dalších zařízení nebo rozšíření funkčnosti Modulárně rozšiřitelné řešení Spolehlivost je zvýšena redundantním řešením napájení Použití CPU s vysokým výkonem při nízké spotřebě Hardwarový návrh a volba komponent s ohledem na bezventilátorové chlazení i v extrémních provozních teplotách Různé varianty kompaktního mechanického designu Propojení uživatelů s daty z koncových zařízení Propojení uživatelů s daty z koncových zařízení Moxa software pro IoT/M2M konektivitu Geografická vizualizace stavu zařízení pomáhá při vzdálené správě Samotná komunikační infrastuktura je obvykle pronajímána jako služba, nejčastěji ve formě internetové připojení. Proto ji z pohledu integrátora neřešíme!!! Uživatelská analýza velkých objemů dat přináší úsporu času a nákladů Jednoduchá integrace se stávajícími softwary Jednoduché a intuitivní uživatelské rozhraní Předpřipravené softwarové řešení pro Cloud aplikace MXcloud Software Jak to vše propojit s využitím Internetu Představte si Cloud jako veřejnou síť Softwarový framework Usnadňuje integraci stávajících koncových zařízení do centrálního systému Hotové komunikační rozhraní Pro počítače sloužící k připojení koncových zařízení. Součástí je komunikace s centrálním serverem a zabezpečení. Server na klíč Hotové řešení pro připojení koncových počítačů do centrální sítě, statistiky a vizualizace stavu komunikace a polohy koncových zařízení WAN LAN Elektroměry Měniče Snímače Cloud Pohony PLC Pouliční osvětlení Relé

5 Co vše musí integrátor zajistit Co z toho zajišťuje MXcloud? Pro zákazníky to znamená rychlejší dodávku Měniče Elektroměry 2 Sběr dat Cloud 5 Uživatelské aplikace Server Gateway LAN 4 Zabezpečení Pouliční osvětlení přenášených Snímače dat Pohony 3 Správa zařízení WAN 1 zařízení Relé PLC elektroněrů vozidel měničů zařízení Sběr dat Správa zařízení Zabezpečení přenášených dat Uživatelské aplikace pouličního osvětlení???? Co vám dodá Moxa a proč zvolit její řešení Výrobce spolehlivých průmyslových počítačů Dodavatel M2M/IoT softwarového řešení pro přípojné počítače i centrální servery MXcloud: jak to může vypadat ve skutečnosti? Celkový přehled o provozu systému Dodavatel zařízení Dodavatel aplikačně nezávislých řešení na klíč 1. Nižší cena 2. Rychlejší předání zakázek 3. Opakovatelné využití v různých aplikacích 4. Širší možnosti správy a údržby MXcloud: jak to může vypadat ve skutečnosti? Stav jednotlivých připojených zařízení Správa zařízení MXcloud: jak to může vypadat ve skutečnosti?

6 Další serverový software pro cloud aplikace Další serverový software pro cloud aplikace MXstudio MX-AOPC UA Server Řešení vše v jednom pro instalaci, provoz, údržbu a správu sítí a síťových prvků Obsahuje utility MXconfig, MXview a N-Snap: tři samostatné aplikace pro správu průmyslových sítí Možnost integrace se systémy SCADA a NMS softwary jiných výrobců První OPC UA server podporující push i pull metodu komunikace Vygenerování aktivních tagů pro Moxa moduly jedním kliknutím Jednoduchý upload dat do databáze Monitorování a správa budov nebo kanceláří Monitorování dopravy a správa vozového parku Zabezpečovací systém, požární čidla, kamery, odběr energií, produkce energií z lokálních zdrojů, ovládání vytápění a dalších spotřebičů Bezpečné skladování dat a jejich zpracování na centrálním serveru Výhody: Přístup k datům odkudkoli podle nastavených oprávnění majitel, uživatel, bezpečnostní agentura, dodavatelé energií Monitorování polohy a plánování dopravy Monitorování stavu vozidel, plánování údržby a optimálního využití Uživatelský portál pro provozovatele, cestující nebo zákazníky Automatické odečty elektroměrů a měření aktuální spotřeby Vzdálený přístup k uživatelským konzolám zařízení 1. VPN client 2. Ověření uživatele 3. Výběr ID zařízení 1. k VPN Cloud serveru 2. Ověření uživatele 3. Registrace ID zařízení (automatická) Významná úspora nákladů na pravidelné odečty stavů Díky informaci o aktuální spotřebě efektivnější plánování výroby a distribuce Lokální koncentrace dat z více zdrojů a využití všeobecně dostupné internetové konektivity k dálkové komunikaci Moxa VPN Cloud řeší problematiku dynamických a privátních adres Bezpečné šifrované připojení přes veřejnou síť Není nutná znalost konfigurace VPN Uživatel se může připojit kdykoli a odkudkoli

7 A kde se dá dále ušetřit a zvýšit kvalita služeb díky internetu věcí Rekapitulace na závěr s čím vám pomůže Moxa? Aplikace Koncová zařízení Přístupové brány Cloud infrastruktura a software Využití dat Správa zařízení Vestavné počítače IP videodohled Převodníky protokolů Zabezpečovací router EDR 3G router Privátní síť Vzdálený přístup Vzdálené monitorování Sběr dat Všude tam, kde je potřeba shromažďovat data ze zdrojů rozmístěných na velké ploše a po zpracování je zpřístupnit většímu počtu uživatelů. Distribuované I/O a RTUs RF/PLC komunikace, průmyslové sběrnice Data logger/ koncentrátor Displeje a HMI Přípojný počítač Zařízení Bezdrátový přípojný počítač Cloudový server Veřejná síť 3G/4G Cloud Webové aplikace DATA Vzdálené řízení Virtualizace VMS O Společnosti Děkujeme Vám za pozornost Hasičská 53, Ostrava - Hrabůvka Czech Republic Phone: info@elvac.eu Web: