Internet of Things przemysłowy router bezprzewodowy GSM interfejs systemów IoT
Bezproblemowe podłączenie istniejących systemów procesowych Modbus do Przemysłowego Internetu Rzeczy – Industrial IoT.
Istniejące na rynku bramy protokołu Modbus do MQTT działają jako lokalne urządzenia typu Master Modbus w celu pozyskiwania informacji z sieci urządzeń podległych typu Slave. Stwarza to problem dla operatorów istniejących systemów kontroli procesu. Sieć Modbus może mieć tylko jedno urządzenie nadrzędne. Użycie tego rodzaju bram wiąże się z odłączeniem istniejącego systemu Master, a jest to niemożliwe w przypadku działania procesów krytycznych dla użytkownika. Rozwiązaniem jest zastosowanie bramy SmartSwarm 351, która ”podsłuchuje” komunikację pomiędzy Masterem i urządzeniami typu Slave. Informacja o stanach wejść i wyjść generowana w sposób ciągły z urządzeń jest dostarczana w czasie rzeczywistym do podłączonej architektury IIoT. Dostarczanie danych w czasie rzeczywistym jest tylko częścią funkcjonalności bramy, gdyż ze względu na swoje pochodzenie Modbus jest bardzo zoptymalizowanym protokołem, który zwraca dane jako prostą serię wartości rejestru pozostawiając urządzeniu Master interpretację otrzymanych danych. Wszelkie nowe aplikacje, które chcą korzystać z tych danych muszą mieć szczegółową wiedzę dotyczącą urządzeń wysyłających dane. Nie jest to dobra sytuacja dla systemów IIoT, gdzie dane można semantycznie przeszukiwać oraz powinny być samodefiniujące. Z tego powodu SmartSwarm 351 oferuje zaawansowane funkcje przetwarzania i uruchamiania zdarzeń w celu przekształcenia bazowych danych Modbus w kontekstowe, filtrowane informacje bezpośrednio w warstwie sieciowej. Pozwala to na dalsze bezpośrednie użycie danych przez aplikacje IIoT, które nie muszą posiadać żadnej znajomości szczegółów dotyczących urządzeń Slave.
Wzbogacanie danych
Jedna z kluczowych zalet architektury IIoT to umożliwienie aplikacjom znalezienia istotnych dla nich informacji bez szczegółowej wiedzy o tym gdzie i jak powstała informacja. Wzbogacanie danych jest procesem, w którym ukryte, specyficzne dla urządzenia Modbus Slave dane są przekształcane w tematyczne, samodefiniujące dane. SmartSwarm 351 wykorzystuje kombinację tematów (topics) MQTT i formatów ładunków (payload) JSON, dzięki czemu publikowane przez niego informacje mogą być łatwo przetwarzane przez aplikacje wyższego szczebla. Domyślne definicje tematów oraz formaty danych ładunków oznaczają, że nawet bez konfiguracji SmartSwarm 351 może publikować dane, które uzyskuje z sieci Modbus. Najważniejsze jest umożliwienie użytkownikom konfigurowania zarówno tematycznych aliasów, jak i transformacji danych użytych w celu dostarczenia znacznie bardziej opisowych treści i semantycznie bogatych.
Filtrowanie danych
Większość danych w sieci Modbus, które widzi brama zmienia się o niewielką wartość. Na przykład, jeśli odczytywana temperatura rzadko się zmienia, nie ma sensu jej raportowanie podczas każdego próbkowania. Z tego powodu oprócz wzbogacania danych SmartSwarm 351 pozwala również użytkownikom na konfigurowanie wyzwalaczy (triggers), które spowodują opublikowanie monitorowanej wartości. Wyzwalacz monitorujący np. odczyt temperatury może reagować, gdy aktualna wartość przekroczy ustalony próg, ma zbyt szybką zmianę lub zmieniła się o więcej niż ustaloną wielkość od ostatniego jej opublikowania. Oznacza to, że publikowane przez bramę informacje są zawsze istotne i wartościowe. Jednocześnie brama obniża wymagania dotyczące przepustowości dla komunikacji związanej z obsługą przetwarzanych procesów. Użytkownicy mogą także skonfigurować, co jest publikowane po spełnieniu warunku wyzwalania zdarzenia – może to być aktualna wartość, zakres danych lub wszystkie dane z tego samego typu rejestru w obrębie RTU. Umożliwia to użytkownikom optymalizację ruchu w sieci komunikacyjnej.
Łączność i bezpieczeństwo
SmartSwarm 351 łączy się z aplikacjami korporacyjnymi za pośrednictwem lokalnego połączenia ethernetowego lub bezprzewodowo przez wewnętrzny modem komórkowy. Brama może przełączać się pomiędzy tymi połączeniami w każdej chwili, zapewniając redundancję. Wszystkie przychodzące połączenia od strony WAN są zablokowane przez wewnętrzną zaporę. Dodatkowo brama posiada drugi port Ethernet do lokalnego połączenia LAN i łączy ruch z tej sieci LAN z aktywnym połączeniem WAN. Brama może być używana jako modem komórkowy, umożliwiający każdemu podłączonemu urządzeniu uzyskanie wychodzącego połączenia do sieci WAN. Urządzenie obsługuje tunelowanie z użyciem protokołu OpenVPN. Połączenia wychodzące do serwera zdalnego zarządzania SmartWorx HUB oraz zdalnego brokera MQTT są uwierzytelniane i szyfrowane przy użyciu protokołu TLS z uwierzytelnianiem certyfikatów hosta oraz dostarczaniem certyfikatów przez bramę.
Konfiguracja
Konfiguracja jest realizowana przy użyciu dedykowanego narzędzia- serwera do zdalnego zarządzania SmartWorx Hub, który zapewnia dostęp do wszystkich konfigurowalnych parametrów, dzięki czemu konfiguracja może zostać przygotowana przed dostarczeniem urządzenia do klienta i automatycznie pobrana po jego włączeniu. Oprócz konfiguracji systemu SmartWorx Hub umożliwia zdalne uaktualnianie aplikacji i oprogramowania sprzętowego (firmware) w poszczególnych urządzeniach i/lub grupach urządzeń. Jeśli ma być zdefiniowana duża liczba urządzeń Slave Modbus, informacje można wprowadzać w trybie offline, zapisać w pliku .csv lub .xls, a następnie zaimportować do serwera SmartWorx Hub w celu przesłania do poszczególnych urządzeń lub grup urządzeń.
