TwinCAT IoT Řešení pro průmysl 4.0

Motivace - Cíle Výrobce strojů Snížení ceny stroje Optimalizace stroje - Produkční čas - Spotřeba energie Zefektivnění údržby stroje Koncový uživatel Snížení nákladů na produkci Zvýšení kvality výrobku Vyšší míra řízení produkce Minimalizace ztrátovosti produkce

Zdroje dat - Stroj

Zdroje dat Řidící počítač

Zdroje dat - Pohony

Zdroje dat Vstupy/Výstupy

Zdroje dat - Uživatel

Zdroje dat - Další?

Data vs Informace Data Analýza Informace 1 0,8 0,6? 0,4 0,2 0-0,2-0,4

Použití dat - Analýza?

Použití dat - Dashboard?

Použití dat - Databáze?

Použití dat - Ostatní?

Zpracování dat klasické řešení

Zpracování dat klasické řešení Pořizovací náklady HW SW Školení obsluhy Obsluha Údržba Náhradní díly

Zpracování dat klasické řešení Pořizovací náklady HW SW Školení obsluhy Obsluha Údržba Náhradní díly Škálovatelnost? Dostupnost?

Cloud Computing Cloud computing je na internetu založený model vývoje a používání počítačových technologií. Lze ho také charakterizovat jako poskytování služeb či programů servery dostupnými z internetu s tím, že uživatelé k nim mohou přistupovat vzdáleně. http://cs.wikipedia.org/wiki/cloud_computing Není nutno řešit škálovatelnost a dostupnost Cloudové řešení nemusí být výhodné vždycky!

Úrovně poskytovaných služeb Software - SaaS Platforma - PaaS Infrastruktura - IaaS

Veřejný cloud

Privátní cloud

Hybridní cloud Privátní cloud Veřejný cloud Citlivá výrobní data Webhosting

Shrnutí Co víme 1. Zpracování dat => Zvýšení konkurenceschopnosti 2. Velké množství dostupných dat 3. Zpracování dat v cloudu nebo lokálně

Shrnutí Co chybí? 1. Zpracování dat => Zvýšení konkurenceschopnosti 2. Velké množství dostupných dat 3. Jak získat data? 4. Zpracování dat v cloudu nebo lokálně 5. Která data jsou důležitá?

4 způsoby komunikace s Message Brokerem z Beckhoff zařízení Microsoft Azure Amazon SAP HANA Privátní cloud IoT Gateway IoT Gateway IoT Gateway IoT Gateway MQTT AMQP OPC-UA TwinCAT IoT Data Agent ADS TwinCAT IoT Data Agent OPC-UA Řízení na TwinCAT 3 Řízení na TwinCAT 2 Řízení třetí strany Stroj Stávající stroj Stroj I/O Signály

1. MQTT/AMQP Komunikace přímo z PLC Produkty TwinCAT IoT MQTT/AMQP Message Broker TF670x IoT Communication PLC knihovna pro MQTT/AMQP komunikaci

2. Komunikace s veřejnými cloudovými službami přímo z PLC Produkty TwinCAT IoT TF670x IoT Communication PLC knihovna pro MQTT/AMQP komunikaci TF671x IoT Functions Jednoduché napojení na veřejné cloudové služby Microsoft Azure a Amazon WS TwinCAT FB_AzureIotHubSend FB_AzureIotHubReceive Realtime 26

ADS OPC-UA 3. Gateway aplikace běžící mimo řídící systém Produkty TwinCAT IoT TF670x IoT Communication PLC knihovna pro MQTT/AMQP komunikaci MQTT/AMQP Message Broker Public Cloud TF671x IoT Functions Jednoduché napojení na veřejné cloudové služby např. Microsoft Azure a Amazon WS TF672x IoT Data Agent Gateway aplikace pro připojení na veřejný/privátní cloud Jednoduchá konfigurace bez nutnosti programování TwinCAT IoT Data Agent TwinCAT Runtime 3rd Party

4. Cloud Coupler EK9160 Přímé odesílání I/O dat z EtherCAT terminálů do cloudu Zařízení se neprogramuje

Shrnutí Co chybí? 1. Zpracování dat => Zvýšení konkurenceschopnosti 2. Velké množství dostupných dat 3. Jak získat data? 4. Zpracování dat v cloudu nebo lokálně 5. Která data jsou důležitá?

Minimalistický privátní cloud - komponenty

Komunikační protokol MQTT MQTT (Message Queue Telemetry Transport) - Standardizováno OASIS (ISO 20922) - Jednoduchá specifikace (42 stran) - Určeno pro zařízení s malým výkonem a sítě s omezenou propustností Bezpečnost - Specifikace neobsahuje bezpečnostní model - Message broker a klient můžou implementovat podporu TLS - Message broker a klient můžou implementovat autentizaci uživatelů - Message broker může implementovat autorizaci na úrovni topiců (dat) MQTT Implementace Beckhoff používá TLS 1.2

Publisher Subscriber Publisher Subscriber Message Broker Subscriber Publisher Zařízení přebírá roli Publisher, Subscriber, nebo obojí Jednotlivá zařízení se navzájem neznají (dobrá škálovatelnost a jednoduché změny topologie) Možnost M2M Komunikace

Minimalistický privátní cloud s MQTT komunikací MQTT MQTT

MQTT klient Node-RED

Minimalistický privátní cloud s Node-RED MQTT MQTT

Dashboard Stroj 1 Stroj 2 Stroj 3 Online Data Agregovaná data

Analýza poziční chyby v závislosti na rychlosti - Workflow Publish Topic: MotionData Subscribe Topic: MotionData [rychlost; poziční chyba] Export do.csv Zobrazení výsledků Import dat

Analýza poziční chyby v závislosti na rychlosti - Výsledek

Analýza poziční chyby v závislosti na rychlosti - Interpretace

Závěr IoT Komunikace MQTT/AMQP Public cloud Data Agent IoT Coupler

Závěr IoT Komunikace MQTT/AMQP Public cloud Data Agent IoT Coupler Private Public Hybrid