Co je průmyslový internet věcí?

Průmyslový internet věcí (IIoT) označuje vzájemně propojené senzory, ovladače a další zařízení. Se silným zaměřením na komunikaci mezi stroji (M2M), velká data a strojové učení. IIoT umožňuje průmyslovým odvětvím a podnikům dosáhnout lepší efektivity a spolehlivosti jejich operací. IIoT zahrnuje průmyslové aplikace, včetně robotiky, lékařských zařízení a softwarově definovaných výrobních procesů.

Jaký je rozdíl mezi IIoT a IoT?

Internet věcí je B2C (business-to-consumer) a průmyslový internet věcí je B2B (business-to-business). jeho cílem je zlepšit řadu průmyslových procesů, zatímco IoT se zabývá především zvýšením pohodlí spotřebitelů. Když se podrobně podíváme na to, jak každý dosahuje svého cíle, můžeme získat více podrobností o tom, jak se liší.

Schopnost

IIoT i IoT využívají připojená zařízení, inteligentní senzory a bezdrátová zařízení a jsou spojeny s internetem, softwarem a servery cloud computingu, ale aplikace má velké rozdíly. IoT jsou obecně jednoduché, každodenní domácí úkoly. Například bezpečnostní kamera odešle video na monitorovací platformu, když detekuje neznámou tvář. IIoT provádí vysoce technické úkoly s větším důrazem na přesnost, interoperabilitu a spolehlivost. Systémy IIoT například pomáhají organizacím sledovat jejich majetek pomocí RFID tagů jako identifikátorů majetku. Identifikátory jsou propojeny s daty o aktivu – jako je jeho sériové číslo, model, cena a oblast použití – které jsou všechny uloženy v cloudu.

Spolehlivost

Průmyslové internetové sítě podporují tisíce strojů, řídicích jednotek, robotů a dalších zařízení s více koncovými body rozmístěnými na tisíce kilometrů. V IIoT je tedy malá tolerance pro selhání jakéhokoli systému.

Bezpečnost

Pokud jde o internet a cloud, Ethernet je dominantní technologií kabelové sítě s rozšiřujícími se možnostmi nasazení IoT/IIoT. Systémy IoT se zabývají především soukromím uživatelů. Mnoho spotřebitelských IoT zařízení postrádá robustní preventivní bezpečnostní ochranu, která je otevírá hackům a rozšířeným útokům prostřednictvím botnetů. Průmyslová bezpečnost musí být opláštěná, aby byla zachována spolehlivost. Žádné neoprávněné osoby by neměly mít možnost hacknout průmyslové procesy. Například energetická síť vyřazená z využívání IIoT může ohrozit vše od osobní bezpečnosti přes ekonomiku až po národní bezpečnost. Proto podléhá více předpisům o dodržování předpisů, viditelnosti a celkovému riziku.

Koncová zařízení

Například ve spotřebitelském systému internetu věcí se vstupy pohybují od domácích bezpečnostních systémů a nositelných zařízení až po chytré kuchyňské spotřebiče. Zatímco mobilní zařízení jsou součástí systémů IIoT, pravděpodobně koncové body zahrnují průmyslové nástroje, jako jsou průtokoměry, regulátory tlaku a detektory prostředí.

To podstatné z průmyslového internetu věcí

Ethernet je definován standard IEEE 802.3 a specifikuje fyzickou a datovou vrstvu funkčnosti sítě. Na druhou stranu, TCP / IP je sada protokolů používaných nad ethernetovou datovou linkou, která umožňuje komunikaci přes Ethernet. TCP je navíc protokol pro řízení transportu, který zajišťuje úplné a bezchybné doručení datových paketů. IP je internetový protokol, který směruje datové pakety na základě jejich IP adresy.

Průmyslový Ethernet

Průmyslový Ethernet odkazuje na sadu protokolů založených na standardním hardwaru Ethernetu (fyzická a datová vrstva) a internetových protokolech (síťové a transportní vrstvy), spolu s vlastní aplikační vrstvou. Protokol aplikační vrstvy zajišťuje, že jsou správná data přenášena a přijímána tehdy a tam, kde jsou potřebná pro konkrétní operaci.

Za prvé, protokoly průmyslového Ethernetu využívají jeden ze tří přístupů k zajištění determinismu se strukturou založenou na Ethernetu. První taková architektura – známá jako Standard Software/Standard Ethernet – používá standardní Ethernet s protokolem TCP/IP, ale s mechanismy zabudovanými do nejvyšší (aplikační) vrstvy, které umožňují komunikaci v reálném čase. Na této architektuře je založen Ethernet/IP.

Jiná architektura — Open Software/Standard Ethernet — využívá standardní ethernetové vrstvy s novými (standardními) protokoly, které spravují přístup k síti a synchronizují data odesílaná z každého uzlu (zařízení), aby bylo zajištěno, že budou odeslána prioritní data jako první. Stejně tak Ethernet POWERLINK používá tuto architekturu.

Třetí architektura používaná protokoly průmyslového Ethernetu – Open Software/Modified Ethernet – je založena na standardním ethernetovém hardwaru, ale k zajištění determinismu používá nové protokoly a další doplňkový hardware. EtherCAT, Modbus TCP, SERCOS III a PROFINET IRT používají tuto architekturu, ale s odlišným hardwarem a transportními mechanismy.

Kromě těchto architektonických úprav průmyslový Ethernet často vyžaduje robustnější hardware, jako jsou kabely a konektory, než standardní Ethernet používaný k tomu, aby odolal drsným podmínkám prostředí ve většině průmyslových prostředí. Mnoho aplikací průmyslového Ethernetu také vyžaduje pečlivé stínění, uzemnění a filtrování, aby zvládly elektromagnetické rušení (EMI nebo šum) běžné v továrním nastavení.

Tabulka 1. Organizace průmyslového Ethernetu