Mikä on teollinen esineiden internet?

Teollinen esineiden internet (IIoT) viittaa toisiinsa yhdistettyihin antureisiin, ohjaimiin ja muihin laitteisiin. Se keskittyy vahvasti koneen väliseen viestintään (M2M), big dataan ja koneoppimiseen. IIoT mahdollistaa teollisuuden ja yritysten paremman tehokkuuden ja luotettavuuden toiminnassaan. IIoT kattaa teolliset sovellukset, mukaan lukien robotiikan, lääketieteelliset laitteet ja ohjelmiston määrittämät tuotantoprosessit.

Mitä eroa on IIoT:llä ja IoT:llä?

Esineiden Internet on B2C (business-to-consumer) ja teollinen esineiden Internet on B2B (business-to-business). sen painopiste on useiden teollisten prosessien parantamisessa, kun taas IoT keskittyy pääasiassa kuluttajien mukavuuden lisäämiseen. Tarkastelemalla tarkasti, miten kukin saavuttaa tavoitteensa, voimme saada lisätietoja niiden eroista.

Kyky

Sekä IIoT että IoT käyttävät yhdistettyjä laitteita, älykkäitä antureita ja langattomia laitteita ja ovat yhteydessä Internetiin, ohjelmistoihin ja pilvilaskentapalvelimiin, mutta sovelluksessa on suuria eroja. IoT on yleensä yksinkertaista, jokapäiväistä kotityötä. Esimerkiksi valvontakamera lähettää videon valvontaalustalle, kun se havaitsee tuntemattomat kasvot. IIoT suorittaa erittäin teknisiä tehtäviä painottaen entistä enemmän tarkkuutta, yhteentoimivuutta ja luotettavuutta. Esimerkiksi IIoT-järjestelmät auttavat organisaatioita jäljittämään omaisuuttaan käyttämällä RFID-tunnisteita omaisuuden tunnisteina. Tunnisteet on linkitetty omaisuutta koskeviin tietoihin – kuten sen sarjanumeroon, malliin, hintaan ja käyttöalueeseen –, jotka kaikki on tallennettu pilveen.

Luotettavuus

Teolliset Internet-verkot tukevat tuhansia koneita, ohjaimia, robotteja ja muita laitteita, joissa on useita päätepisteitä tuhansien kilometrien päähän. Siten IIoT:ssä on vain vähän toleranssia minkä tahansa järjestelmän epäonnistumiselle.

Turvallisuus

Mitä tulee Internetiin ja pilveen, Ethernet on hallitseva langallinen verkkotekniikka, jolla on laajenevat IoT/IIoT-käyttöönottomahdollisuudet. IoT-järjestelmät huolehtivat ensisijaisesti käyttäjien yksityisyydestä. Monilta kuluttajien IoT-laitteilta puuttuu vankka ennaltaehkäisevä suojaus, mikä avaa ne hakkeroille ja laajalle levinneille hyökkäyksille bottiverkkojen kautta. Teollisuuden turvallisuus on taattava luotettavuuden säilyttämiseksi. Asiattomat henkilöt eivät saa hakkeroida teollisia prosesseja. Esimerkiksi IIoT-hyödynnyksen kautta kaatuva energiaverkko voi vaarantaa kaiken henkilökohtaisesta turvallisuudesta talouteen kansalliseen turvallisuuteen. Siten siihen sovelletaan enemmän vaatimustenmukaisuutta, näkyvyyttä ja yleistä riskiä.

Päätelaitteet

Esimerkiksi kuluttajien IoT-järjestelmässä syötteet vaihtelevat kodin turvajärjestelmistä ja puetettavista laitteista älykkäisiin keittiökoneisiin. Vaikka mobiililaitteet ovat osa IIoT-järjestelmiä, todennäköisiä päätepisteitä ovat teollisuustyökalut, kuten virtausmittarit, paineensäätimet ja ympäristöilmaisimet.

Teollisen esineiden internetin olennainen osa

Ethernetin määrittelee IEEE standardi 802.3 ja määrittää verkon toiminnallisuuden fyysiset ja datalinkkikerrokset. Toisaalta, TCP / IP on sarja protokollia, joita käytetään Ethernet-tietoyhteyskerroksen päällä ja joka mahdollistaa tiedonsiirron Ethernetin kautta. Lisäksi TCP on kuljetuksen ohjausprotokolla, joka varmistaa, että datapaketit toimitetaan täydellisesti ja virheettömästi. IP on Internet-protokolla, joka reitittää datapaketit niiden IP-osoitteen perusteella.

Teollinen Ethernet

Teollinen Ethernet viittaa protokollien joukkoon, joka perustuu standardi Ethernet-laitteistoon (fyysinen ja datalinkkikerros) ja Internet-protokolliin (verkko- ja siirtokerrokset) sekä patentoituun sovelluskerrokseen. Sovelluskerroksen protokolla varmistaa, että oikeat tiedot lähetetään ja vastaanotetaan silloin ja siellä, missä niitä tarvitaan tiettyyn toimintoon.

Ensinnäkin Industrial Ethernet -protokollat ​​käyttävät yhtä kolmesta lähestymistavasta tarjotakseen determinismia Ethernet-pohjaisella rakenteella. Ensimmäinen tällainen arkkitehtuuri – joka tunnetaan nimellä Standard Software/Standard Ethernet – käyttää standardi-Ethernetiä TCP/IP-protokollan kanssa, mutta ylimpään (sovellus)kerrokseen sisäänrakennetuilla mekanismilla mahdollistaa reaaliaikaisen viestinnän. Ethernet/IP perustuu tähän arkkitehtuuriin.

Toinen arkkitehtuuri – Open Software/Standard Ethernet – käyttää tavallisia Ethernet-kerroksia uusilla (vakio) protokollilla, jotka hallitsevat pääsyä verkkoon ja synkronoivat kustakin solmusta (laitteesta) lähetetyt tiedot varmistaakseen, että ensisijaiset tiedot lähetetään ensin. Samoin Ethernet POWERLINK käyttää tätä arkkitehtuuria.

Kolmas teollisten Ethernet-protokollien käyttämä arkkitehtuuri – Open Software/Modified Ethernet – perustuu standardi Ethernet-laitteistoon, mutta käyttää uusia protokollia ja täydentäviä lisälaitteita determinismin varmistamiseksi. EtherCAT, Modbus TCP, SERCOS III ja PROFINET IRT käyttävät tätä arkkitehtuuria, mutta eri laitteisto- ja siirtomekanismeilla.

Näiden arkkitehtonisten muutosten lisäksi Industrial Ethernet vaatii usein kestävämpiä laitteita, kuten kaapeleita ja liittimiä, kuin tavallinen Ethernet, jota käytetään kestämään ankaria ympäristöolosuhteita useimmissa teollisuusympäristöissä. Monet teolliset Ethernet-sovellukset vaativat myös huolellista suojausta, maadoitusta ja suodatusta tehdasasetuksissa yleisten sähkömagneettisten häiriöiden (EMI tai kohina) käsittelemiseksi.

Taulukko 1. Teollisuuden Ethernet-organisaatiot