Промышленный Интернет вещей и Индустрия 4.0

Развитие инфокоммуникационных технологий дает промышленным предприятиям огромные возможности для перехода на новый уровень автоматизации и эффективности производственных процессов.

Промышленный Интернет вещей и Индустрия 4.0

Промышленный Интернет вещей представляет собой многоуровневую систему, в которой посредством использования Интернета объединены в сеть различные промышленные объекты со встроенными датчиками, контроллерами и ПО для сбора и обмена данными, с возможностью удаленного контроля и управления в автоматизированном режиме.

Индустрия 4.0, разработанная Siemens, TissenKrupp, General Electric, IBM и Intel, является более общей концепцией и распространяет идею на автоматизацию всего пространства вокруг человека, начиная с производства материальных продуктов. Промышленный Интернет вещей и Индустрия 4.0 - это новый подход к производству и потреблению. Он строится на сборе больших данных, их обработке и использовании для совершения действий и операций независимо от человека. Таким образом машины могут самостоятельно оптимизировать и настраивать собственную работу.

Внедрение современных инфокоммуникационных технологий в производственные процессы способствует решению таких важнейших задач, как повышение эффективности производства и рост производительности оборудования, снижение материальных и энергозатрат, оптимизация работы персонала.

Основные компоненты промышленного Интернета вещей – это умные сенсоры, которые способны собирать данные прямо во время процесса производства, контроллеры, установленные на конкретных узлах промышленного объекта, средства передачи собираемых данных, облачные сервисы, мощные аналитические инструменты интерпретации получаемой информации.

Протоколы промышленного Интернета вещей

CAN (Controller Area Network) — стандарт промышленной сети, ориентированный прежде всего на объединение в сеть различных исполнительных устройств и датчиков. Режим передачи — последовательный, широковещательный, пакетный. В настоящее время получил распространение в промышленной автоматизации, технологиях «умного дома», автомобильной промышленности и многих других областях.

IO-Link - это сетевой коммуникационный протокол типа «точка-точка» для связи датчиков и приводов с контроллером. Протокол позволяет датчикам с интеллектуальными свойствами передавать такую информацию, как статус, события и параметры настройки. Коммуникации IO-Link на физическом уровне реализуются с помощью обычного трехжильного кабеля и стандартных коннекторов M12, M8 и M5. Система IO‐Link состоит из устройств IO‐Link, включая датчики и приводы, а также ведущего устройства.

Modbus - открытый коммуникационный протокол, основанный на архитектуре ведущий-ведомый, используется как для передачи данных через Ethernet, так и через последовательный интерфейс. На сегодняшний день Modbus является протоколом, применяемым для широкого спектра средств автоматизации.

NFC (Near Field Communication) — технология беспроводной высокочастотной связи малого радиуса действия, которая дает возможность обмена данными между устройствами, находящимися на расстоянии около 10 сантиметров. Благодаря компактным размерам и низкому потреблению энергии NFC можно использовать в небольших устройствах. Существенное преимущество NFC — более короткое время установки соединения по сравнению, например, с Bluetooth. NFC совместима с существующими RFID-структурами и может также работать, когда одно из устройств не снабжено источником питания.

Модуль Siemens SIMATIC IoT2040

Шлюз Siemens SIMATIC IoT2040 на базе процессора Intel Quark X1020 (x86 400 МГц) с функциями безопасности имеет совместимый с Arduino интерфейс и отлично подходит для промышленного применения в таких сферах, как кибербезопасность, облачные технологии, смарт-инжиниринг, автоматизация технологических процессов, роботехника или встраиваемые системы.

Встроенный интерфейс mPCIe позволяет использовать для расширения модули WLAN или Bluetooth.

В линейке представлена также модель Siemens SIMATIC IoT2020, предназначенная для обучающих целей и разработчиков.



Raspberry Pi для промышленного Интернета вещей

Компактные одноплатные микрокомпьютеры способны зачастую решать практически все те же задачи, что и стационарные модели, но при этом они более энергоэффективные, легкие, малогабаритные и дешевые. Raspberry Pi, пожалуй, самый популярный одноплатный микрокомпьютер с высокой производительностью и разнообразным применением.

О примерах промышленных применений Raspberry Pi читайте в нашей статье "Одноплатный компьютер Raspberry Pi: от учебного пособия до промышленного контроллера"

Диапазон рабочих температур Raspberry Pi. Результаты тестов

Датчики, связь, разъемы

Продукция под брендом RS Pro

Для построения промышленного Интернета вещей вам также понадобятся источники питания, разъемы, реле и прочие компоненты, которые вы сможете найти в линейке продукции под собственным брендом RS Pro.

Cтатьи на DesignSpark