Budoucnost automatizace je v úspěšném propojení fyzických výrobních prostředků, jako jsou stroje a linky, s virtuálním světem zpracování a vizualizace naměřených dat. Tedy v úspěšné aplikaci prostředků průmyslového internetu věcí IIoT. V tomto směru společnost Turck nabízí vše potřebné od hardwaru, přes edge kontrolery a komunikační brány, až po cloudové aplikace. Aby tento přístup ještě dále vylepšila, přichází s významnou inovací v podobě použití IIoT platformy Cumulocity. Jedná se o nový inovativní koncept cloudového řízení s výrazně zjednodušeným nastavením pro uživatele.
IIoT systémy pro kompletní řešení
End-to-end komunikace mezi senzory a cloudem je základem efektivního průmyslového internetu věcí (IIoT). V kombinaci s výhodami digitálního standardu IO-Link otevírá širokou škálu aplikací a umožňuje sledovat stavová data strojů a závodů 24 hodin denně, automaticky upozorňovat na kritické stavy nebo na dálku předvídat anomá- lie pomocí předzpracování v edge kontrolérech a odesílání dat do cloudu.
Řízení procesů v cloudu umožňuje simulovat procesy v digitálním dvojčeti systému, vzdálené ovládání strojů nebo spouštění automatických procesů v ERP (například opakované objednávky). Vzdálený přístup k zařízením a strojům obousměrnou komunikací umožňuje vzdálené parametrizace a údržby systémů přímo z kanceláří a s podrob- nými zprávami o stavech různých částí systémů.
Cloudová řešení pro průmyslové aplikace
Obecně cloudová řešení poskytují flexibilní přístup k úložišti, výpočetnímu výkonu nebo softwaru. Data nejsou uložena na místním IT hardwaru, ale na serverech. To umožňuje uživatelům přistupovat k informacím nebo iniciovat akce z různých webových zařízení bez ohledu na místo a čas. Na rozdíl od obchodních nebo soukromých cloudů jsou průmyslové cloudy více specializované, protože potřebují podporovat standardizované komunikační protokoly s obousměrným tokem informací a splňovat vysoké bezpečnostní požadavky.
Aktuální data a stavy stroje jsou vizualizovány na řídicích panelech. To umožňuje uživatelům provádět různá nastavení a zasílat upozornění na e-mail v případě překročení prahové hodnoty. Rozhraní lze individuálně přizpůsobit a na přání stylizovat do vlastního firemního designu.
Nová IIoT platforma Turck Cumulocity
Velkou aktuální novinkou společnosti Turck v této oblasti je zavedení zcela nové cloudové platformy Cumulocity pro kompletní sběr, zpracování, vyhodnocení a vizualizace velkého množství dat generovaných širokým Turck portfoliem chytrých senzorů, decentralizovaných zařízení a EDGE kontrolérů. Platforma Cumulocity IIoT totiž výrazně zjednodušuje všechny operace pomocí uživatelsky velmi intuitivních samoobslužných nástrojů a přístupu založeného na konfiguraci pomocí skládání bloků.
Skutečně rychlý samoobslužný přístup na odolné platformě umožňuje rychle připojit a spravovat různá zařízení, a tak rychle vyvíjet IIoT aplikace. Platformou Turck Cumulocity lze provozovat IIoT technologie prakticky na jakémkoli výpočetním systému, nejen na cloudu, ale případně i na on-premise zařízeních. V rámci nabídky funkcí Smart Field Analytics poskytuje všechna data, která její uživatelé v průmyslu požadují a umožňuje nasadit funkce prediktivní údržby napříč celým výrobním systémem, a tak eliminovat riziko neplánovaných prostojů a narušení produktivity.
Poskytuje v reálném čase i hlášení o době latence stroje, aby se zabránilo hrozícím chybným produkcím. S vestavěnými algoritmy učení lze snadno realizovat spolehlivou analýzu šitou na míru každému stroji. To pomáhá ušetřit nejméně 20 procent nákladů a umožňuje včasné odhalení jakýchkoli problémů, které by mohly vést k selhání procesu.
Samoobslužná funkce Analytics Builder poskytuje inženýrům nástroje k vytváření vlastních analýz a modelů, které zpracovávají data a vytvářejí agregované datové body, měření, výstrahy, alarmy a mohou měnit konfiguraci v reálném čase, tím lze získat výrobní výhody. Díky přesnému nastavení parametrů a rozhodování ve zlomku sekundy na základě podmínek a proměnných, které se mohou během okamžiku změnit.
Cloudová procesní řízení
Obousměrná komunikace až na úroveň senzoru/ aktuátoru rozšiřuje rozsah služeb nabízených cloudem, například výměna zařízení (vadný senzor) s automatickým nahráním nastavení z cloudu. To je možné jen díky použití s chytrým koncovým zařízením, jako jsou IO-Link senzory a IO-Link prvky optické signalizace a ovládací moduly pro řízení akčních pohybových prvků.
Odolné moduly TBEN s krytím až IP69 jsou vybaveny FLC logikou s webovým programovacím prostředím ARGEE. Toto prostředí umožňuje uživateli velmi snadno programovat základní lokální fyzické řízení, tedy převedení číselných hodnot obdržených přes komunikační brány TX700Q, z cloudového ovládacího rozhraní na správně a přesně časované a škálované elektrické analogové a spínané signály.
Předzpracování dat v EDGE kontrolérech
Aby bylo zpracování dat ze strojů a senzorů v cloudu co nejvíce efektivní, rychlé a spolehlivé, je důležitým procesem jejich filtrování na tzv. Edge úrovni, tedy na „vnějším okraji“ místní sítě. V edge kontrolérech mohou uživatelé definovat, které informace by se měly přenášet do cloudu a které by místo toho měly zůstat v lokálním OT prostředí. To snižuje množství dat na serverech.
Standardní univerzální komunikační protokoly OPC UA a MQTT umožňují napojení nejen na cloudová řešení Turck, ale i do dalších cloudů, jako Azure, Alibaba nebo Amazon.
Turck nyní nabízí mnoho různých řídicích jednotek s integrovanou funkcí edge kontroléru. Jednou řadou z nich jsou HMI/PLC zařízení TX700, která lze použít nejen pro vizualizaci a rychlé ovládání pomocí gest, ale také jako IIoT bránu nebo edge kontrolér.
Poskytují tedy snížení nákladů na realizaci předzpracování dat pro nahrání na cloud, protože není nutná samostatná cloudová brána nebo edge kontrolér. Pokud však není potřeba lokální ovládací HMI obrazovka, je vhodné použít jen samostatné pro- vedení edge komunikační brány TX700Q, které pro vizualizaci využívá vestavěný webový server. Stejně jako HMI TX700 poskytují ethernetové LAN porty, sériové porty, USB připojovací roz- hraní, slot pro SD kartu i možnost programování řídicích funkcí pomocí standardu Codesys.
Další řadou jsou robustní TBEN-L-PLC s krytím IP67, které lze také přímo připojit ke cloudové platformě Turck díky integrované bráně Edge Gateway. TBEN-L-PLC nabízí integrované stan- dardní programovací prostředí Codesys a díky své multiprotokolové technologii umožňuje cloudové připojení a komunikaci s různými ethernetovými protokoly současně. Režim „Dual MAC“ umož- ňuje modulu navázat připojení k automatizační síti přes jeden port a bezpečně oddělené internetové připojení ke cloudu přes druhý port.
Alternativně, pokud není vyžadováno internetové připojení ke cloudu, je možná i komunikace ve dvou oddělených ethernetových sítích, například současně jako zařízení Profinet a Ethernet/IP, Modbus TCP/RTU nebo CANopen. Kromě těchto protokolů pro připojení k různým kontrolérům různých výrobců, podporuje také MQTT nebo OPC-UA komunikaci v režimu server i klient. Toto všechno nejnověji doplňují i IO-Link moduly s rozhraním EtherCAT IO-Link označené jako TBEC-LL-8IOL. Zařízení mohou paralelně komunikovat až s osmi protokoly.
Monitorování provozního prostředí a stavů
Senzory nejen monitorují plochy strojů a zařízení, ale také poskytují informace o jejich vlastním zdravotním stavu. Kromě procesních hodnot poskytují zařízení IO-Link také různá přidružená stavová data. Na ta se lze dotazovat v určených intervalech, vizualizovat je v cloudu a synchronizovat s provozními akcemi. To umožňuje předvídat poruchy a zajistit vysokou spolehlivost celého systému výroby, logistiky nebo skladování.
