Mi az ipari dolgok internete?

Az ipari dolgok internete (IIoT) egymással összekapcsolt érzékelőkre, vezérlőkre és egyéb eszközökre utal. Nagy hangsúlyt fektetve a gépek közötti (M2M) kommunikációra, a big data-ra és a gépi tanulásra. Az IIoT lehetővé teszi az iparágak és a vállalkozások számára, hogy hatékonyabbak és megbízhatóbbak legyenek működésükben. Az IIoT felöleli az ipari alkalmazásokat, beleértve a robotikát, az orvosi eszközöket és a szoftver által meghatározott gyártási folyamatokat.

Mi a különbség az IIoT és az IoT között?

A tárgyak internete B2C (business-to-consumer), az ipari dolgok internete pedig B2B (business-to-business). fókuszában egy sor ipari folyamat fejlesztése áll, míg az IoT főként a fogyasztók kényelmének növelésével foglalkozik. Ha alaposan megvizsgáljuk, hogy mindegyik hogyan éri el a célját, további részleteket kaphatunk arról, hogy miben különböznek egymástól.

Képesség

Mind az IIoT, mind az IoT csatlakoztatott eszközöket, intelligens szenzorokat és vezeték nélküli eszközöket használ, és csatlakozik az internethez, a szoftverekhez és a számítási felhő szerverekhez, de az alkalmazás jelentős különbségeket mutat. Az IoT általában egyszerű, mindennapi háztartási feladatok. Például egy biztonsági kamera videót küld a megfigyelő platformnak, amikor ismeretlen arcot észlel. Az IIoT rendkívül technikai feladatokat lát el, nagyobb hangsúlyt fektetve a pontosságra, az interoperabilitásra és a megbízhatóságra. Például az IIoT-rendszerek segítségével a szervezetek nyomon követhetik eszközeiket RFID-címkék eszközazonosítók használatával. Az azonosítók az eszközre vonatkozó adatokhoz kapcsolódnak – például a sorozatszámhoz, a modellhez, a költséghez és a felhasználási területhez –, amelyek mindegyike a felhőben van tárolva.

Megbízhatóság

Az ipari internetes hálózatok több ezer mérföldön elhelyezkedő gépek, vezérlők, robotok és egyéb berendezések ezreit támogatják, több végponttal. Így az IIoT-ben kevés a tolerancia bármely rendszer meghibásodásával szemben.

Biztonság

Ami az internetet és a felhőt illeti, az Ethernet a domináns vezetékes hálózati technológia bővülő IoT/IIoT telepítési képességekkel. Az IoT-rendszerek elsősorban a felhasználói adatvédelemmel foglalkoznak. Számos fogyasztói IoT-eszköz nem rendelkezik robusztus megelőző biztonsági védelemmel, amely megnyitja őket a feltörések és a botneteken keresztüli széles körben elterjedt támadások előtt. Az ipari biztonságot vaskalaposnak kell tekinteni a megbízhatóság fenntartásához. Illetéktelen személyeknek nem szabad feltörniük az ipari folyamatokat. Például egy IIoT-kizsákmányolás következtében kiesett energiahálózat a személyes biztonságtól a gazdaságon át a nemzetbiztonságig mindent veszélyeztethet. Így több megfelelőségi előírásnak, láthatóságnak és általános kockázatnak van kitéve.

Termináleszközök

Például egy fogyasztói IoT-rendszerben a bemenetek az otthoni biztonsági rendszerektől és a hordható eszközöktől az intelligens konyhai berendezésekig terjednek. Míg a mobileszközök az IIoT-rendszerek részét képezik, a valószínű végpontok közé tartoznak az ipari eszközök, például az áramlásmérők, a nyomásszabályozók és a környezeti érzékelők.

A dolgok ipari internetének alapvető elemei

Az Ethernetet a IEEE 802.3 szabvány és meghatározza a hálózati funkciók fizikai és adatkapcsolati rétegeit. Másrészről, TCP / IP az Ethernet adatkapcsolati réteg tetején használt protokollok sorozata, amely lehetővé teszi az Etherneten keresztüli kommunikációt. Ezenkívül a TCP a szállításvezérlő protokoll, amely biztosítja az adatcsomagok teljes és hibamentes kézbesítését. Az IP az az internetes protokoll, amely az adatcsomagokat IP-címük alapján irányítja.

Ipari Ethernet

Ipari Ethernet A szabvány Ethernet hardveren (fizikai és adatkapcsolati réteg) és internetes protokollokon (hálózati és szállítási rétegek) alapuló protokollok halmazára utal, valamint egy szabadalmaztatott alkalmazási rétegre. Az alkalmazási réteg protokollja biztosítja a megfelelő adatok továbbítását és fogadását, amikor és ahol egy adott művelethez szükség van rá.

Először is, az ipari Ethernet protokollok a három megközelítés egyikét alkalmazzák, hogy Ethernet-alapú struktúrával biztosítsák a determinizmust. Az első ilyen architektúra – amelyet Standard Software/Standard Ethernet néven ismernek – szabványos Ethernetet használ a TCP/IP protokollal, de a felső (alkalmazási) rétegbe beépített mechanizmusokkal, amelyek lehetővé teszik a valós idejű kommunikációt. Az Ethernet/IP ezen az architektúrán alapul.

Egy másik architektúra – Open Software/Standard Ethernet – szabványos Ethernet-rétegeket használ új (szabványos) protokollokkal, amelyek kezelik a hálózathoz való hozzáférést, és szinkronizálják az egyes csomópontokról (eszközökről) küldött adatokat, így biztosítva, hogy elsőbbségi adatok kerüljenek elküldésre. Hasonlóképpen, az Ethernet POWERLINK is ezt az architektúrát használja.

Az ipari Ethernet protokollok által használt harmadik architektúra – Open Software/Modified Ethernet – szabványos Ethernet hardveren alapul, de új protokollokat és kiegészítő, kiegészítő hardvert használ a determinizmus biztosítása érdekében. EtherCAT, Modbus TCP, SERCOS III és PROFINET IRT használja ezt az architektúrát, de eltérő hardverrel és szállítási mechanizmusokkal.

Ezeken az építészeti módosításokon kívül az ipari Ethernet gyakran robusztusabb hardvereket, például kábeleket és csatlakozókat igényel, mint a szabványos Ethernet, amelyet a legtöbb ipari környezetben a zord környezeti feltételeknek is elviselnek. Számos ipari Ethernet-alkalmazás gondos árnyékolást, földelést és szűrést is igényel a gyári beállításokban szokásos elektromágneses interferencia (EMI vagy zaj) kezelésére.

1. táblázat: Ipari Ethernet szervezetek