Koszyk
Maszyna niestety rzadko kiedy czeka na operatora. Wydajność, temperatura, odczyty czujników wibracji czy ostrzeżenia to informacje, które w wielu przypadkach są dostępne bezpośrednio na panelu operatorskim lub ręcznie sprawdzane w projekcie sterownika. Czyli wtedy, gdy ktoś na nie patrzy. Czy Twój sterownik PLC też musi ostatnio obsługiwać coraz więcej zapytań z systemów nadrzędnych, zamiast po prostu sterować procesem? W tym artykule dowiesz się, jak zastosowanie bramki brzegowej OptixEdge rozwiązuje problem dostępności danych i rozszerza możliwości sterownika o dodatkowe zasoby obliczeniowe.
Najważniejsze informacje
Spis treści
Brama brzegowa (ang. edge gateway) to urządzenie przemysłowe, które zbiera i wstępnie przetwarza dane bezpośrednio przy maszynie, zanim trafią do sieci IT, systemu SCADA lub chmury. Takie podejście nazywa się przetwarzaniem brzegowym (edge computing) i pozwala odciążyć sterownik PLC, ograniczyć ilość surowych danych wysyłanych dalej oraz utrzymać dostęp do danych procesowych nawet przy chwilowej utracie łącza. OptixEdge od Rockwell Automation jest przykładem takiej bramy brzegowej, rozszerzonym dodatkowo o funkcje bramy IoT dzięki wbudowanemu brokerowi MQTT.
OptixEdge to zaawansowana przemysłowa bramka brzegowa (Advanced Edge Gateway) od Rockwell Automation, zaprojektowana do ciągłej pracy w warunkach przemysłowych. Zasoby obliczeniowe urządzenia i natywne wsparcie protokołów komunikacyjnych pozwalają na bezinwazyjne rozszerzenie istniejących systemów o 4GB RAM oraz 12GB pamięci masowej na własne aplikacje i kontenery. W praktyce mieści się w tym serwer webowy obsługujący kilku operatorów jednocześnie, dodatkowy kanał komunikacji do systemów nadrzędnych oraz analiza danych prowadzona przy maszynie, zamiast po ich wysłaniu dalej, przy jednoczesnej blokadzie dostępu do terminalu urządzenia przez zaplombowany system operacyjny Linux Yocto.
Bramka jest kolejnym urządzeniem platformy FactoryTalk Optix. Jest bezekranowym odpowiednikiem paneli OptixPanel. Pracuje na tym samym środowisku uruchomieniowym, więc zespół, który projektował już wizualizację w OptixStudio, nie musi opanowywać nowego narzędzia. Dodatkowo dla nowych użytkowników znacznie obniża próg wejścia i usprawnia proces konfiguracji dzięki wgranemu kreatorowi aplikacji OptixWizard. Wyróżnikiem na tle paneli operatorskich jest też wbudowany silnik Docker umożliwiający dostosowanie urządzenia pod wymagania projektu za pomocą wybranych kontenerów lub skryptów uczenia maszynowego.
Załóżmy, że mamy sterownik PLC, na którym działa już istniejący projekt, a chcielibyśmy połączyć go z innymi maszynami lub siecią zakładową. Obciążanie go dodatkowym odpytywaniem ze strony systemów MES lub SCADA może wpłynąć na stabilność procesu. OptixEdge zbierze dane ze sterownika i przekaże je do sieci zakładowej w przygotowanej formie, nie obciążając cyklu PLC.
Dzięki wbudowanej obsłudze tuneli VPN oraz portowi WAN, OptixEdge w parze z FactoryTalk Remote Access umożliwia inżynierom i producentom maszyn (OEM) zdalne łączenie się z podsiecią maszynową w celu wgrywania poprawek, diagnostyki i konfiguracji urządzeń z dowolnego miejsca na świecie.
OptixEdge może także pełnić rolę centralnej jednostki obliczeniowej w systemach IIoT. Urządzenie działa jako lokalny broker MQTT, łączący inteligentne czujniki z systemami nadrzędnymi, czyli pełni funkcję bramy IoT, a wbudowany silnik Docker umożliwia łatwe wdrażanie dodatkowych aplikacji bezpośrednio na brzegu sieci, realizując przetwarzanie brzegowe tam, gdzie powstają dane.
Ważna informacja! Funkcjonalności można łączyć i dzielić, tak aby dostosować projekt pod aplikację. Więcej informacji znajdziesz w naszym przewodniku o licencjach FactoryTalk Optix.
Wdrożenie rozwiązania brzegowego w istniejącym zakładzie nie powinno wymagać przebudowy całej infrastruktury sterowania. OptixEdge zaprojektowano z myślą o natychmiastowej integracji bez konieczności modyfikacji kodu w działających sterownikach PLC.
Ważna informacja! To, na jak długą utratę łącza wystarczy bufor, zależy od częstotliwości logowania - przy próbce co sekundę to blisko doba, przy próbce co pięć sekund niemal sześć dni.
Głównym zadaniem OptixEdge jest standaryzacja i bezpieczna wysyłka danych ze świata operacyjnego (OT) do świata informatycznego (IT) oraz rozwiązań chmurowych. Dzięki wieloprotokołowej architekturze bramka tworzy bezpieczny punkt styku:
|
 |
 |
|
Jedną z największych zalet OptixEdge jest niski próg wejścia. Urządzenie nie wymaga żmudnej konfiguracji z poziomu wiersza poleceń - proces uruchomienia sprowadzono do prostych kroków w interfejsie graficznym. W praktyce oznacza to, że pierwsze połączenie ze sterownikiem i wysyłkę danych ustawiasz bez pisania kodu i bez instalowania czegokolwiek na komputerze.
Pozwala na wstępną konfigurację sieciową, zdefiniowanie połączeń ze sterownikami PLC oraz uruchomienie podstawowych usług w zaledwie kilka minut z poziomu przeglądarki WWW.
Urządzenie nie ogranicza się do gotowego projektu, chociaż warto go zapisać, żeby nam nie uciekł. Aplikację możemy rozszerzyć o nowe ekrany, biblioteki i skrypty tak samo jak wymienione wcześniej OptixPanel.
Przeczytaj nasz poradnik na blogu Elmark Automatyka i dowiedz się, jak bez zakładania konta przetestować aplikację utworzoną w FactoryTalk OptixStudio.
Co ciekawe: Projekty i biblioteki stworzone na OptixPanel można przenieść na OptixEdge. Należy pamiętać o ograniczeniach licencji w postaci tokenów funkcyjnych i konieczności przeniesienia wizualizacji na silnik webowy.
Tradycyjne bramki komunikacyjne często narzucają sztywne ramy funkcjonalne. OptixEdge przełamuje ten schemat, dając programistom i automatykom pełne środowisko programistyczne i uruchomieniowe.
Środowisko pozwala na wykonywanie kodu C# zarówno na etapie projektowania (Designtime - np. do automatycznego generowania tagów i konfiguracji), jak i w trakcie pracy urządzenia (Runtime). Dzięki temu w łatwy sposób zrealizujesz niestandardowe algorytmy przeliczania danych, parsowanie nietypowych ramek danych czy integrację z zewnętrznymi API poprzez protokół REST.
OptixEdge posiada wbudowane środowisko uruchomieniowe dla kontenerów Docker. Oznacza to, że obok podstawowej aplikacji bramki możesz uruchomić niezależne mikrousługi, czyli faktycznie realizować przetwarzanie brzegowe (edge computing) zamiast wysyłać wszystkie surowe dane dalej do analizy.
 |
 |
 Grafana |
 InfluxDB |
Ważna informacja! Na silniku można postawić także kontenery w językach Python, C++ czy Go realizujące algorytmy uczenia maszynowego (AI/ML) na brzegu sieci.
Utrzymanie ruchu i serwis maszyn zlokalizowanych w różnych zakładach na świecie generuje wysokie koszty wyjazdów. OptixEdge znacząco redukuje tę potrzebę, łącząc zdalny dostęp z rygorystycznym podejściem do cyberbezpieczeństwa. Zastanawiałeś się kiedyś, ile kosztuje jeden wyjazd serwisowy inżyniera do maszyny w innym zakładzie lub kraju?
Dzięki OptixEdge możesz rozszerzyć swój istniejący system o wizualizację, lokalną analizę danych i szyfrowany dostęp do chmury bez ingerencji w działającą maszynę. Wybierz to rozwiązanie, gdy w jednym urządzeniu potrzebujesz akwizycji danych z maszyn różnych producentów, lokalnego bufora na czas utraty łączności oraz bezpiecznego kanału zdalnego serwisu - bez stawiania osobnego serwera OPC, brokera MQTT i infrastruktury VPN. Jeśli szukasz jednego urządzenia łączącego funkcje bramy brzegowej, bramy IoT i platformy do przetwarzania brzegowego, OptixEdge pokrywa większość takich scenariuszy bez dokładania kolejnych serwerów do architektury.
Brama brzegowa i brama IoT często pełnią tę samą funkcję w jednym urządzeniu. Brama brzegowa akcentuje przetwarzanie danych blisko maszyny, czyli edge computing, natomiast brama IoT akcentuje łączenie czujników i urządzeń z systemami nadrzędnymi przez protokoły takie jak MQTT. OptixEdge łączy obie role: zbiera i przetwarza dane lokalnie, a jednocześnie działa jako broker MQTT dla warstwy IIoT.
Tak, dzięki wbudowanemu silnikowi kontenerów Docker. Można na nim uruchamiać własne mikrousługi, skrypty w C#, Pythonie, C++ lub Go, w tym algorytmy uczenia maszynowego, bezpośrednio na urządzeniu. Dane są analizowane na miejscu, zanim trafią do chmury lub systemu nadrzędnego, co ogranicza ruch sieciowy i przyspiesza reakcję na zdarzenia.
Nie, brama brzegowa uzupełnia SCADA, a go nie zastępuje. OptixEdge dokłada warstwę zbierania danych i bezpiecznego zdalnego dostępu.
Na koszt składają się dwie pozycje: samo urządzenie oraz rozmiar licencji FactoryTalk Optix liczony we wgranych tokenach. Bramka jest dostarczana wstępnie z rozmiarem XS lub S, z możliwością rozszerzenia. Aktualną cenę katalogową znajdziesz w karcie produktu powiązanego pod artykułem.
Urządzenie ma stopień ochrony IP20 i jest przeznaczone do montażu w szafie, wewnątrz pomieszczeń, w zakresie temperatur 0-50 °C. Nie ma wbudowanego modemu komórkowego - jeśli maszyna stoi w lokalizacji bez sieci przewodowej, trzeba dołożyć zewnętrzny router. Nie zastępuje też panelu operatorskiego przy maszynie ani systemu SCADA.
Zaawansowana brama brzegowa IIoT OptixEdge – MQTT, Docker, VPN, z lokalnym dostępem przez przeglądarkę
