Vse večji napredek v informacijski tehnologiji prinaša nove rešitve tudi na področje avtomatizacije.
Ena takšnih je IoT tehnologija (internet stvari oz. Internet of Things), ki je nastala z namenom povezovanja različnih enostavnih ali zahtevnih naprav v zasebno ali javno (internet) omrežje in predstavlja enega od osnovnih gradnikov Industrije 4.0. Ker omogoča enostavno in varno komunikacijo, prinaša IoT nove funkcionalnosti in možnosti izdelave bistveno pametnejših naprav. Pomembna lastnost omenjene tehnologije je možnost povezave IoT naprav v oblak in s tem koriščenje oblačnih storitev, kot so hranjenje, obdelava in prikaz podatkov, kar prinaša precej lažje spremljanje procesa in je zato posebej zanimivo področje za industrijsko avtomatizacijo ter nepogrešljiv del koncepta Industrije 4.0.
IoT temelji na principu pošiljatelj – naročnik (publisher-subscriber). Naprave se na strežnik lahko priklopijo kot pošiljatelj (publisher), naročnik (subscriber) ali oboje. Osnovni gradnik IoT sistema je program za izmenjavo sporočil – message broker, ki skrbi za prijavo IoT naprav in prenos podatkov med njimi. Naprave se najprej prijavijo na logične kanale (t.i. topic ali Queues) z različnimi imeni, preko katerih si potem izmenjujejo sporočila. Naprava, ki ima vlogo pošiljatelja, pošlje sporočilo na določen kanal (topic). To sporočilo posrednik sporočil (message broker) nato posreduje vsem napravam, ki so »naročene« na ta kanal. Vsak kanal ima lahko več pošiljateljev, ki hkrati pošiljajo sporočila. Prav tako je lahko vsaka naprava istočasno naročnik in pošiljatelj.
Prednost takšnega načina komunikacije je, da se naprave (pošiljatelja in prejemnika) loči med seboj. Posamezna naprava ne ve ničesar o drugih napravah, ampak zgolj pošilja ali sprejema podatke, s čimer se zmanjša potreba po dodatni konfiguraciji sistema ob dodajanju ali odvzemanju naprav. Druga prednost takšnega principa delovanja je enostavna nastavitev in integracija v IT infrastrukturo. Ker je komunikacija izhodna (outgoing), je nastavitev požarnega zidu zelo preprosta in tudi bolj varna. Beckhoff je svoje trenutne rešitve za IoT osnoval na MQTT protokolu, ki je eden najbolj uporabljenih protokolov na področju IoT tehnologije in ga podpira večina javnih oblakov, kot so Microsoft Azure, Amazon AWS, IBM Watson idr., lahko pa ga uporabimo tudi v zasebnem oblaku. V prihodnosti bodo enake funkcionalnosti kot za MQTT pripravili tudi za AMQP protokol. Za IoT je
Beckhoff pripravil več produktov, ki omogočajo različne funkcionalnosti:
- TF6701 IoT Communication (MQTT)
- Programska knjižnica za krmilni program s funkcijskimi bloki za Publish/Subscribe izmenjavo podatkov prek MQTT protokola
- TF6710 IoT Functions (MQTT)
- Programska knjižnica za krmilni program s funkcijskimi bloki za povezavo na javne oblake (Microsoft Azure in Amazon AWS)
- TF6721 IoT Data Agent (MQTT)
- Komunikacijski vmesnik (gateway) za povezavo TwinCAT 2 naprav in naprav drugih proizvajalcev v oblak – Enostavna konfiguracija brez programiranja
- TF6730 IoT Communicator
- Programski bloki za povezavo med TwinCAT 3 krmilnim sistemom in pametnim telefonom
- TF6735 IoT Communication App
- Aplikacija za pametne telefone
TF6701 IoT Communication (MQTT) vsebuje komunikacijski modul in funkcijske bloke za komunikacijo z MQTT message brokerjem. Podatki se lahko pošiljajo v tekstovni ali binarni obliki. Paket vsebuje tudi Tc3_JsonXml knjižnico za lažje strukturiranje in branje podatkov v JSON formatu. Paket podpira tudi kriptiranje podatkov po TLS 1.2 standardu (TLS-PSK ali TLS-CA).
TF6710 IoT Functions (MQTT) vsebuje komunikacijski modul in funkcijske bloke za povezavo na storitve javnih oblakov – Microsoft Azure in Amazon AWS. Enako funkcionalnost je možno doseči s TF6701 paketom, vendar TF6710 ponuja lažjo integracijo s predpripravljenim komunikacijskim vmesnikom.
TF6721 IoT Data Agent (MQTT) je namenjen za povezavo naprav v oblak brez programiranja. Podpira ADS in OPC povezavo, zato je namenjen predvsem napravam, ki jih poganja TwinCAT 2, oz. napravam drugih proizvajalcev.
TF6730 IoT Communicator in TF6735 IoT Communication App nastopata vedno v paru. TF6730 je nabor knjižnic, namenjen za povezavo na TF6735 aplikacijo za pametne telefone, ki omogoča prenos podatkov med krmilnikom in pametnim telefonom.
Z uporabo TwinCAT 3 IoT funkcij se aplikacijam v industriji odpirajo nove možnosti povezovanja. Zaradi varne zasnove protokola in preproste integracije v IT infrastrukturo je mogoče krmilnike neposredno povezati v internet. To precej olajša dostop do podatkov in kontrolo procesa, ob tem pa omogoča povezavo neposredno z oblakom in koriščenje najrazličnejših storitev, ki jih le-ta ponuja.
S TwinCAT IoT Beckhoff širi že tako širok nabor podprtih komunikacijskih protokolov in vpeljuje nove možnosti za lažjo vključitev industrijskih aplikacij v svet informacijske tehnologije oz. Industrije 4.0.
Več podatkov o TwinCAT IoT najdete na www.beckhoff.si ali pri podjetju Beckhoff Avtomatizacija d.o.o.
www.beckhoff.si
